Comunicazione scientifica e post-verità / 2: Perché lo scienziato deve imparare dall’oratore

(Leggi qui il primo intervento Comunicazione scientifica e post-verità: una sfida politica ed etica)

La scienza sotto attacco

La nostra società sta sperimentando gli effetti della progressiva sfiducia verso l’istituzione scientifica, che si manifestano in maniera variegata: rifiuto delle vaccinazioni; ritorno ai “rimedi naturali”; ricorso alla “medicina alternativa” in opposizione ai “farmaci imposti dalle case farmaceutiche”; negazione del cambiamento climatico; etc. Leggi tutto “Comunicazione scientifica e post-verità / 2: Perché lo scienziato deve imparare dall’oratore”

Che cos’è questa storia che stiamo fotografando un buco nero?

Riproduzione artistica di un buco nero

Il 5 Aprile 2017 gli astronomi hanno iniziato a scattare quella che è stata già definita la “prima fotografia di un buco nero”. Si tratta di Sagittarius A*, il buco nero che si trova al centro della nostra galassia, la Via Lattea.

I buchi neri sono oggetti celesti elusivi, descritti dalla Teoria della Relatività Generale di Einstein, secondo cui una volta entrati in un buco nero non se ne può più uscire. Perciò i buchi neri non si possono davvero “vedere”, perché assorbono anche la luce. Come si può sapere allora che esistono?

Essi sono circondati da gas e da polveri che, vorticando e cadendo all’interno, emettono radiazione elettromagnetica e getti di plasma osservabili dai telescopi terrestri. Inoltre il loro campo gravitazionale può attrarre altri corpi celesti, come le stelle, che orbitano intorno al suo centro. A partire da queste osservazioni indirette gli astronomi hanno identificato Sagittarius A* come un buco nero, con un grado di probabilità molto alto.

A differenza dei buchi neri cosiddetti stellari, che hanno una massa di alcune decine di masse solari, Sagittarius A* è un buco nero supermassivo: i buchi neri supermassivi (come quello della canzone dei Muse) hanno una massa di milioni o miliardi di volte quella del Sole. Secondo il consenso generale degli astronomi, al centro di quasi tutte le galassie conosciute si troverebbe un buco nero supermassivo. In particolare la massa stimata del “nostro” Sagittarius A* è circa 4 milioni di masse solari.

Ora ci si appresta a osservarlo da vicino come mai si era fatto prima, grazie a una tecnologia nota come Very Long Baseline Interferometry (VLBI). La VLBI consiste nel raccogliere segnali da una sorgente astronomica utilizzando una rete di telescopi situati in diverse zone del pianeta: in questo modo è come utilizzare un singolo telescopio grande quanto la distanza massima tra i telescopi che costituiscono la rete. Ne consegue un aumento del potere risolutivo e una capacità incrementata di risolvere i segnali nel dettaglio.

Usando una rete di nove radiotelescopi in Antartide, Cile, Hawaii, Spagna, Messico e Arizona, la missione Event Horizon Telescope (EHT) osserverà Saggittarius A* con un potere risolutivo tale, da risolvere le dimensioni del suo orizzonte degli eventi (la distanza dal centro del buco nero oltre la quale, secondo la teoria di Einstein, non si può più tornare indietro), che è di circa 20 milioni di Km. Considerato che però la distanza dalla Terra è di 26mila anni luce, e fatte le dovute proporzioni, è l’equivalente dell’essere capaci di vedere un acino d’uva alla distanza della Luna, o di leggere la data su una moneta a Los Angeles dalla distanza di New York.

I telescopi di EHT saranno attivi dal 5 al 14 Aprile 2017, ma, dato che i ricercatori dovranno poi analizzare i dati raccolti, le prime immagini non saranno disponibili prima della fine dell’anno o addirittura dell’inizio del 2018. Se la missione avrà successo sarà replicata anche per altri buchi neri, e potrebbe aprire una nuova frontiera nello studio di questi oggetti astronomici. Alcune domande potrebbero trovare una risposta più chiara: qual è il loro meccanismo di accrescimento di un buco nero? Come vengono emessi i getti? I buchi neri sono davvero ben descritti dalla teoria di Einstein, oppure c’è bisogno di una teoria migliore?

PER APPROFONDIRE: Science Alert

Crash test per aerei: Nasa e Faa al lavoro per renderli sempre più sicuri

E’ un crash test decisamente particolare quello recentemente realizzato dalla Nasa nel suo Langley Research Center ad Hampton, Virginia, all’inizio del mese. Dieci manichini sono stati posizionati nella sezione della fusioliera di un aereo che è stata poi lasciata cadere da un’altezza di circa 4,3 metri, per verificare le conseguenze dell’impatto al suolo. Si è trattato di un test congiunto tra la Nasa e la Federal Aviation Administration (FAA), con l’obiettivo di capire come la struttura di un aereo avrebbe retto in un incidente simulato. Questo nell’ottica dello sviluppo di aeromobili sempre più resistenti, come sottolineato dagli esperti alla guida del test come Martin Annett, ingegnere della Nasa specializzato nei crash test, che in un comunicato ha sottolineato: “stiamo lavorando con la FAA per aggiornare i requisiti per testare concetti di aeromobili di nuova generazione, in particolare quelli che possono includere materiali compositi”.

Ognuno dei manichini, sei dei quali forniti dalla Nasa e quattro dalla FAA, è stato selezionato per rappresentare una sezione trasversale della popolazione. Otto di loro hanno infatti la massa e l’altezza di un uomo medio mentre uno è più pesante e più alto, andando a rappresentare il 5% della media della popolazione maschile mentre un altro è stato realizzato per rappresentare il 5% della popolazione femminile in quanto più basso e leggero della media. Grazie ad una strumentazione all’avanguardia, gli ingegneri potranno utilizzare i dati raccolti durante i test per capire come i manichini abbiano affrontato lo stress dell’impatto al suolo; inoltre è stata anche simulata la presenza del bagaglio nella stiva per verificare come sarebbe andata ad interagire con la parte inferiore della fusoliera.

Come si può osservare dal video e da una serie di gif realizzate nell’istante della caduta, il pavimento si è sollevato ed accartocciato su sè stesso in seguito all’impatto. Uno dei manichini ha perso il suo poggiatesta mentre quello posizionato al centro del velivolo-test è stato quasi sbalzato via dal suo seggiolino. Al contrario i passeggeri seduti sui lati hanno sopportato bene l’impatto con una bassa probabilità di gravi lesioni. I seggiolini sono rimasti quasi completamente intatti, permettendo di fatto ai passeggeri di evacuare senza intralci. E’ interessante notare come la parte esterna della fusoliera sia stata dipinta con macchie bianche e nere, per consentire alle telecamere di monitorare con esattezza la sua deformazione in seguito all’impatto; un sistema questo, conosciuto come fotogrammeria con le telecamere che tracciano i puntini a 500 fotogrammi al secondo.

Daniele Orlandi

Le previsioni di Ray Kurzweil: nel 2029 intelligenza dei robots superiore a quella dell’uomo

Lo aveva dichiarato alcuni anni fa ed è tornato a sottolinearlo in questi giorni. E’ Ray Kurzweil, direttore del settore ingegneria di Google nonchè uno dei principali futurologi al mondo, che da tempo ha fissato una data a suo dire storica. Ovvero il 2029, anno nel quale i computer saranno evoluti al punto da riuscire non solo a comprendere la nostra lingua ma avranno sviluppato un livello di intelligenza tale da riuscire a superare anche gli esseri umani e saranno anche in grado di apprendere dall’esperienza, migliorando progressivamente. L’esperto sviluppatore di intelligenza artificiale lo ha ribadito in questi giorni in occasione della Sxsw Conference in corso ad Austin in Texas, parlando di ‘singularity’, definita  come il momento in cui tutti i progressi della tecnologia, ed in particolare quelli fatti nel campo dell’intelligenza artificiale, porteranno alla creazione di macchine più intelligenti degli esseri umani. E considerato che delle 147 previsioni di Kurzweil dal 1990 ad oggi il tasso di accuratezza è pari all’86%, non si tratterebbe di parole campate per aria: nel corso di un intervista Kurzweil ha dunque confermato che ‘entro il 2029 i computer avranno un’intelligenza equiparabile a quella degli esseri umani’; la particolarità della sua previsione è legata al fatto che è anticipata di almeno due decenni rispetto ad altre previsioni, come quella del Ceo di Softbank Masayoshi Son, il quale prevede che le macchine più intelligenti dell’uomo faranno la loro comparsa nel 2047. Per Kurzweil questo processo è già iniziato e starebbe subendo un’importante accelerazione.

Vi sono tuttavia alcuni scienziati, tra i quali Stephen Hawking ed Elon Musk, secondo i quali quando i computer raggiungeranno o supereranno l’intelligenza umana bisognerà iniziare a preoccuparsi poichè si correrà addirittura il rischio di arrivare alla fine del genere umano, non essendo più l’uomo in grado di controllare macchine e robot. D’altro canto, secondo lo scienziato americano, il rischio di estinzione del genere umano è sempre presente e non è strettamente legato allo sviluppo dell’intelligenza artificiale; inoltre secondo Kurzweil questo importante cambiamento rappresenterà un’opportunità per l’umanità di migliorare, sfruttando la tecnologia per accrescere anche l’intelligenza degli esseri umani, creando un vero e proprio filo conduttore tra l’uomo e la macchina; secondo Kurzweil inoltre, entro 20 anni verranno inventate tecnologie che potranno essere facilmente posizionate all’interno del cervello per potenziare la memoria. Tutt’altro che un dominio delle macchine sull’uomo, dunque, bensì una vera e propria sintesi uomo-macchina a livelli ad oggi solo immaginati.

Daniele Orlandi

Matrix diventa realtà? scoperto come ‘caricare’ nuove conoscenze nel cervello

‘Aggiungere’ conoscenza direttamente nel cervello umano, proprio come accade nella saga cinematografica The Matrix, potrebbe ben presto passare dalla fantascienza alla realtà. Almeno secondo un team di ricercatori che avrebbero sviluppato un simulatore in grado di inviare le informazioni direttamente nel cervello di una persona insegnandogli di fatto nuove competenze in un breve lasso di tempo. Secondo gli esperti degli Hrl Laboratories in California si tratterebbe del primo passo nel processo di sviluppo di software avanzati che renderanno l’apprendimento immediato ‘alla Matrix’ realtà: avrebbero trovato un modo per amplificare l’apprendimento, dopo aver studiato i segnali elettrici nel cervello di un pilota addestrato, per poi trasferire questi segnali/informazioni in soggetti alle prime armi i quali avrebbero imparato a pilotare un aereo su un simulatore di volo realistico.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Frontiers in Human Neuroscience in un articolo nel quale si spiega che i soggetti hanno ricevuto la stimolazione cerebrale tramite particolari elettrodi e che avrebbero migliorato le loro abilità di pilotaggio di un aereo il 33% più rapidamente ed efficacemente di un secondo gruppo placebo. Il dottor Matthew Philips ha spiegato che si tratta di “un sistema di stimolazione cerebrale e che è uno dei primi nel suo genere”. Il dottore ritiene che la stimilazione cerebrale potrebbe essere sfruttata per l’apprendimento rapido di attività quali guidare, prepararsi ad un esame o imparare le lingue. Si tratta di un metodo che trae spunto dal passato: 4000 anni fa gli antichi egizi utilizzavano i pesci elettrici per la stimilazione e la riduzione del dolore. Questo sistema va ad agire su regioni molto specifiche del cervello deputate a linguaggio o memoria, grandi meno del mignolo di una mano.

Daniele Orlandi

Creato il ‘cristallo temporale’: la teoria del Nobel Wilczek diventa realtà

Di ‘cristalli del tempo‘ si parla già da alcuni anni ma è delle ultime settimane la notizia che alcuni scienziati dell’Università del Maryland sarebbero riusciti a creare quello che è a tutti gli effetti considerato un nuovo stato della materia e la cui esistenza era stata fino ad oggi solo ipotizzata in una serie di teorie. Ma di cosa si tratta? gli esperti parlano del cristallo temporale come di un elemento dalla struttura regolare che si ripete nello spazio e nel tempo; non è fantascienza in quanto già nel 2012 il premio Nobel Frank Wilczek aveva immaginato il cristallo del tempo che il gruppo di Christopher Monroe è riuscito a creare cinque anni dopo. L’ipotesi sollevata da Wilczek, del Massachusetts Institute of Technology, era quella di riuscire a costruire cristalli formati da reticoli ordinati che, nello spazio, si ripetono uguali a sè stessi, facendo in modo che si ripetessero uguali a sè stessi anche in un determinato periodo di tempo. Ovvero passare da sistemi privi di periodicità, quelli dei normali cristalli come diamanti o fiocchi di neve, costiuiti da uno schema tridimensionale che si ripete nello spazio, a sistemi caratterizzati da una periodicità temporale. La teoria del Nobel è stata verificato dal professor Andrew Potter e dal collega Norman Yao, l’uno dell’Università del Texas ad Austin e l’altro dell’Università di Berkeley, ed in seguito comprovato dal team di Chris Monroe, fisico dell’Università del Maryland a College Park (del quale fanno parte anche Potter e Yao).

Passare dalla teoria alla concretezza non è stato semplice: si è partiti studiando il comportamento di dieci atomi isolati in una trappola elettromagnetica che, sollecitati da un fascio laser esterno, interagivano tra di loro. In questo modo, ovvero andando a manipolare i singoli atomi, è stato possibile studiarne ed analizzarne il comportamento in un dato periodo di tempo. Questa capacità di manipolazione è stata la base grazie alla quale gli scienziati hanno ottenuto il cristallo temporale, in grado di sopravvivere addirittura alla morte dell’Universo. Un risultato ottenuto lo scorso agosto ma del quale si è diffusamente parlato nelle ultime settimane, grazie ad un approfondito articolo pubblicato sulla rivista scientifica Nature nel quale vengono descritte nel dettaglio le caratteristiche della scoperta. Il team di lavoro ha analizzato la costante rotazione degli atomi di un cristallo temporale notando che tornano alla loro posizione originale nonostante si trovino nel più basso stato energetico; dimostrando che la simmetria di queste strutture cristalline esiste nella quarta dimensione del tempo come nello spazio. Per ottenere il cristallo del tempo si è partiti da una molecola di itterbio elemento chimico di numero atomico 70 che appartiene alla famiglia dei metalli, parte del gruppo delle terre rare.

In futuro, secondo gli esperti, potrebbe essere applicato nei computer quantistici o nei sistemi di crittografia quantistica ma, potenzialmente, anche in molteplici altre applicazione ad oggi ancora difficili da immaginare; darà certamente una forte spinta allo sviluppo dei nuovi sistemi di trasferimento dati ed archiviazione nei computer quantistici. Si tratta infatti di un primo passo verso una nuova frontiera della fisica come sottolineato da Andrew Potter che ha dichiarato: “ci sentiamo come degli esploratori che hanno scoperto un nuovo continente. Il nostro risultato è stato possibile grazie alle teorie di Wilczek“.

Daniele Orlandi

La NASA propone un progetto per Terra-formare Marte nel prossimo futuro

Anche se oggi Marte si presenta come un pianeta freddo e desertico, si pensa che una volta avesse una spessa atmosfera, che lo manteneva ad una temperatura in grado di preservare profondi oceani e corsi d’acqua allo stato liquido. Ma dov’è ora quest’acqua? Una parte è sicuramente evaporata, ma un’altra rilevante porzione giace congelata nel sottosuolo e in calotte polari. Le evidenze della presenza di queste riserve d’acqua su Marte appaiono stringenti e in continuo aumento (link).

Lo scorso mese un team della NASA ha proposto un piano per ripristinare l’atmosfera del pianeta Marte, e renderlo così un ambiente nuovamente abitabile. Il progetto si basa sul lancio di un enorme scudo magnetico interposto tra il Sole e lo stesso Marte, che schermerebbe il Pianeta Rosso dai venti solari.

Le atmosfere dei pianeti sono infatti soggette ad un naturale processo di erosione dovuto ai venti solari, flussi di particelle cariche emesse dal Sole che, interagendo con l’atmosfera, la spazzano letteralmente via. I venti solari sono diretti anche verso la Terra, la cui atmosfera è però protetta dal campo magnetico terrestre.

Il campo magnetico di Marte, invece, collassò alcuni miliardi di anni fa: secondo un recente studio della stessa NASA, sarebbe stata questa la causa principale – unita alla bassa gravità – della secolare diminuzione dell’atmosfera di Marte che, non più protetta da un campo magnetico, fu lacerata dai flussi di vento solare.

Il piano del team NASA, presentato al Planetary Science Vision 2050 Workshop, prevede il lancio di uno scudo spaziale, che genererebbe un campo magnetico sufficientemente elevato da fungere da schermo artificiale, e sopperire così alla mancanza di un campo magnetico marziano naturale. Lo scudo sarebbe anche mobile e capace di orientarsi secondo la direzione di provenienza dei venti solari.

Ciò consentirebbe all’atmosfera di Marte di crescere gradualmente in spessore e in pressione. Con l’aumento dello spessore atmosferico, la cappa di anidride carbonica congelata al Polo Nord si scioglierebbe ed evaporerebbe, azionando così un effetto serra analogo a quello della Terra: anche i ghiacciai così si scioglierebbero, e restituirebbero al pianeta i suoi oceani e i suoi corsi d’acqua.

Forse tutto ciò può sembrare azzardato, ma la realtà è che sono già allo studio simili scudi magnetici, anche se di proporzioni molto minori. Al CERN è in corso di progettazione uno scudo magnetico superconduttore, per proteggere le astronavi e gli astronauti dalle particelle di vento solare.

Le simulazioni preliminari della NASA, che si basano sulla comprensione attuale dei meccanismi di evoluzione del clima di Marte, mostrano primi incoraggianti segnali circa la realizzabilità di un simile progetto di Terra-formazione, anche se i tempi restano ancora molto incerti, e nuove simulazioni più aggiornate saranno necessarie per trarre stime più realistiche. Lo stesso team, mentre riconosce la natura attualmente ipotetica della proposta, rimarca che sarà possibile metterla in pratica in un futuro non remoto. Il report, presentato durante il Workshop, indica come orizzonte generico il 2050, quindi non prima della seconda metà del secolo in corso.

In fondo al report gli autori hanno anche simulato un’immagine di come apparirebbe Marte una volta che fosse stato Terra-formato. Si profila, insomma, una interessante ed eccitante prospettiva futura:  nel giro di due o tre generazioni Marte potrebbe essere artificialmente riportato alla sue antiche condizioni climatiche, e diventerebbe così una nuova piccola Terra.

PER APPROFONDIRE: www.sciencealert.com

Pelle dei pesci per curare le ustioni: in Brasile la sperimentazione con la Tilapia

Pelle dei pesci per curare le ustioni. Non è fantascienza, ma un progetto concreto portato avanti da un team di lavoro a Fortaleza, storica città brasiliana sul mare, nel nord est del Paese, dove alcuni pazienti con ustioni di secondo e terzo grado sono stati sottoposti a questa innovativa terapia nata da un’esigenza. Leggi tutto “Pelle dei pesci per curare le ustioni: in Brasile la sperimentazione con la Tilapia”

Comunicazione scientifica e post-verità: una sfida politica ed etica

In sintesi: La diffusione virale di informazioni false è un problema perché mette in pericolo la società. Alcuni studi hanno mostrato come le smentite insistenti non solo siano inefficaci, ma paradossalmente accentuino il fenomeno. Si rendono perciò necessarie misure politiche che oltrepassino il libero dibattito, uno scenario che pone importanti questioni etiche circa le possibili limitazioni alla libertà di parola. Leggi tutto “Comunicazione scientifica e post-verità: una sfida politica ed etica”