ESISTE E.T.? di Rosa Maria Mistretta

Gli ultimi anni di studi astronomici hanno perfezionato alcune tecniche per la soluzione dei quesiti inerenti l'origine, l'evoluzione e la presenza della vita nell'Universo.

La scoperta di molecole organiche complesse, con l'utilizzo di metodi spettroscopici, e di pianeti extrasolari porta a credere che la vita nell'Universo non sia un caso singolo. La scienza che ricerca forme di vita presenti, o estinte, su pianeti appartenenti al Sistema Solare o ad altri sistemi esterni, conosciuta in Italia soltanto dal 1993, prende il nome di "Bioastronomia".

Che cosa è successo sulla Terra 4 - 4,5 miliardi d'anni fa? In che modo sono comparse le prime forme viventi circa 3,8 miliardi d'anni fa? Qual è il processo vitale che ha trasformato la materia organica inerte in materia vivente? È un fenomeno localizzato oppure si tratta di un processo universale?

Un famoso esperimento condotto negli anni '50 dai chimici americani Harold Urey e Stanley Miller mostrò che molecole organiche semplici, presenti nell'atmosfera primordiale terrestre, si trasformavano in molecole prebiotiche, in presenza di scariche elettriche: riproducendo in laboratorio le condizioni presenti sulla Terra ai suoi primordi, gli scienziati hanno posto le basi per la ricerca della vita su scala cosmica.

La scoperta negli spazi interstellari di molecole necessarie alla chimica della vita ha sollevato l'ipotesi della possibilità dell'esistenza di altre forme vitali simili a quella terrestre.

Una nuova era ha avuto inizio con la scoperta indiretta dei primi pianeti extrasolari, attualmente rilevati intorno a 18 stelle della Galassia, verso i quali sono stati puntati, da Terra, i radiotelescopi alla ricerca di possibili civiltà tecnologicamente evolute. Con gli strumenti oggi a disposizione degli astronomi, è impossibile osservare direttamente un pianeta orbitante attorno a stelle che distano anni luce dal Sistema Solare, in quanto la luce stellare riflessa da un pianeta è miliardi di volte più debole, e la risoluzione spaziale dei telescopi non permette di separare le due emissioni luminose. La scoperta del primo pianeta extrasolare avvenne nell'ottobre 1995 intorno alla stella 51 Pegasi: un pianeta gigante, di tipo gioviano, orbitava con un periodo di 4,2 giorni a una velocità di 482.000 km/h, più di 4 volte la velocità di rivoluzione della Terra intorno al Sole.

Come si rileva la presenza di un corpo planetario che ruota intorno a una stella?

La stella 51 Pegasi

Il metodo si basa sul principio fisico dell'oscillazione stellare, provocata dal campo gravitazionale di un corpo massiccio orbitante intorno a una stella. La forza esercitata dal pianeta impone alla stella di descrivere un impercettibile movimento nello spazio, che riproduce in miniatura l'orbita del pianeta stesso. Quando una stella oscilla in direzione della Terra, per effetto Doppler, la sua luce appare spostata verso la regione blu dello spettro elettromagnetico quando si avvicina ad essa, verso la regione rossa quando se ne allontana. Fino ad oggi sono stati scoperti una trentina di pianeti giganti extrasolari.

Su questi pianeti potrebbero esistere forme di vita intelligente? Le grandi antenne dei radiotelescopi stanno cercando forme viventi tecnologicamente evolute. Il progetto SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) si prefigge l'ascolto, tramite i radiotelescopi, di eventuali segnali radio intelligenti, provenienti da altri mondi. Esso si avvale, oggi, delle raffinatissime tecnologie, che usano spettrometri dotati di 164 milioni di canali, in grado di analizzare la volta celeste ed eliminare il rumore di fondo proveniente da sorgenti artificiali terrestri e da sorgenti naturali cosmiche. Un ruolo fondamentale, riguardo all'origine della vita nell'Universo, ha avuto anche lo studio delle comete, corpi celesti erranti nello spazio.
Il radiotelescopio di Arecibo

Le scoperte della sonda spaziale Giotto, che nel Marzo del 1986 si avvicinò a soli 600 chilometri dal nucleo della cometa di Halley, e quelle ottenute con l'osservazione di tre comete eccezionali (Shoemaker-Levy nel 1994, Hyakutake nel 1996, Hale-Bopp nel 1998) hanno contribuito ad avvalorare l'ipotesi che le comete avessero importato sulla Terra, e forse su altri pianeti della Galassia, sia il materiale organico sia l'acqua, necessari allo sviluppo della vita. In seguito all'impatto, nel luglio 1994, della cometa Shoemaker-Levy, spaccatasi in 21 pezzi con diametri variabili fra 500 metri e un chilometro per effetto del campo gravitazionale gioviano, si è osservata una nube di vapore acqueo, di sicura origine cometaria, nell'alta ionosfera di Giove.

Dall'osservazione degli effetti dell'impatto ad alta velocità dei frammenti cometari nell'emisfero meridionale di Giove, seguito da un'esplosione a una profondità di circa 30 chilometri nell'atmosfera gioviana, che ha liberato un'energia equivalente a una potenza d'urto 10.000 volte superiore a quella di tutto l'arsenale nucleare terrestre, è nato un nuovo metodo di ricerca per scoprire la presenza d'acqua su pianeti extrasolari.

La cometa Shoemaker-Levy

L'indagine inerente le condizioni che hanno reso possibile la nascita e l'evoluzione della vita sulla Terra e l'esistenza su altri pianeti di forme viventi e di eventuali civiltà evolute, potrebbe rivelarsi, nell'immediato futuro astronomico, ricca di "colpi di scena". Nel prossimo decennio l'avanzamento sarà netto, non solo grazie allo sviluppo tecnologico, ma anche allo spostamento del luogo d'osservazione, che sarà situato non più sulla Terra, ma nello spazio.

LE MERIDIANE DI ALA DI STURA(TO) di Rosa Maria Mistretta

Nel panorama delle tradizioni piemontesi, il Comune di Ala di Stura è denominato: "IL PAESE DELLE MERIDIANE E DEGLI AFFRESCHI”.
Il paese, infatti, vanta una caratteristica storico-culturale molto particolare, che merita sicuramente attenzione: è sede di una notevole varietà di Orologi Solari che hanno grande valore e fascino antico.

Ala di Stura è un piccolo comune alpino in provincia di Torino, situato nelle Valli di Lanzo. Collocato su una direttrice di collegamento tra la Francia (Chambéry) e l'Italia (Torino) attraverso il valico d'Arnas, è ora un centro turistico assai frequentato e anticamente fu un nutrito polo di scambi commerciali.
Il percorso delle Meridiane ad Ala di Stura è un’iniziativa che testimonia la vita dell’antica gente e fa rivivere sensazioni passate.
Il Patrimonio Culturale di notevole rilevanza affascina il visitatore che, alla scoperta d’itinerari insoliti, si troverà piacevolmente coinvolto in una magica atmosfera, allietata da un paesaggio intatto e immutato nel tempo, intriso di sapori genuini.

La meridiana (o orologio solare) è un antico strumento di misurazione del tempo basato sul rilevamento della posizione del Sole.
L'ago della meridiana, lo stilo, detto gnomone, è l'asta che, tramite l'ombra proiettata sul piatto della meridiana, permette l'indicazione dell'ora.
La parte più difficile è la fase di progettazione e realizzazione di un orologio solare: solo un preciso tracciamento dei riferimenti può indicare l'ora.

Da un punto fisso parte una stella di semirette e ad ognuna di esse è associato un numero che indica l'ora. Tali semirette prendono il nome di linee orarie. Frequentemente le linee orarie sono attraversate, all’incirca perpendicolarmente, da un fascio di curve divergenti: le curve diurne, che indicano il percorso dell’ombra di un punto in un definito giorno dell'anno.

Le curve diurne sono sette e sono relative ai giorni di cambiamento del segno zodiacale. In tale caso prendono il nome di curve mensili o più propriamente curve zodiacali.
Il quadrante è accompagnato da un motto, costituito da un gioco di parole, a volte è un'ammonizione, altre una battuta spiritosa, sovente a doppio senso.


Per chi vuole organizzare un’escursione, è disponibile il sito:
http://progettomeridiane.comunealadistura.it/index.php
Per chi vuole approfondire l’argomento meridiane

http://it.wikipedia.org/wiki/Meridiana
E infine, per chi vuole cimentarsi nella costruzione della propria meridiana sul muro esterno di casa, ecco un programmino al PC:
http://www.gnomonica.it/progmeridia.html

attenzione: togliere l'audio in fondo alla pagina del blog

INSEGNARE MATEMATICA: “UNA MISSIONE IMPOSSIBILE ?” di Walter Caputo

La suoneria del mio cellulare è il tema del film “missione impossibile”. Tanto è vero che quando squilla si tratta spesso di una scuola di recupero anni scolastici o di sostegno agli studenti universitari. E frequentemente il problema è “la matematica”.

Con ciò intendo dire che le principali difficoltà degli studenti non sono rappresentate dalla matematica dei ragionieri, dei periti, dei geometri o dei licei oppure dall’Analisi, che riguarda gli iscritti ad Economia o al Politecnico, ma piuttosto dalla matematica in sé e per sé. E così molti – semplicemente – affermano che – per la matematica – “non sono portati” e, dunque, non la capiranno mai. Queste persone ritengono che la matematica non serva a nulla al di fuori della scuola, che si tratti in sostanza di una materia antipatica, piena zeppa di simboli incomprensibili e priva di una pur minima applicazione pratica.

Secondo costoro – nel momento in cui si scontrano con il problema di ottenere un diploma oppure una laurea – la matematica non è altro che “un male necessario”: una sorta di medicina che bisogna buttar giù turandosi il naso. E allora l’unico modo per raggiungere la “quasi sufficienza” è imparare a memoria le formule e saper risolvere gli esercizi.

“La matematica come problema” può invece essere facilmente superato. Basta pensare che gran parte delle difficoltà degli studenti sono da attribuire a cattivi insegnanti.
Il mio obiettivo – in questo articolo – è fornire brevi indicazioni (tratte dalla mia esperienza):
- ai docenti: su come insegnare la matematica;
- agli studenti: su come studiarla.

Innanzitutto il docente non deve dare mai nulla per scontato: non possiamo essere convinti che, ad esempio, gli studenti debbano conoscere il concetto di logaritmo. A loro interessa la musica, la tecnologia, il sesso, non certo i logaritmi. Tuttavia quando – evidentemente spazientiti – ci chiederanno perché mai qualcuno li abbia inventati e soprattutto chi sia questo qualcuno, allora dobbiamo sfoderare le nostre conoscenze di storia della scienza. Se sapremo narrare brevemente, ma in modo divertente, la storia di John Napier, del regolo calcolatore e di come questo strumento venne usato dagli astronauti delle prime missioni Apollo, allora avremo senz’altro catturato l’attenzione degli studenti.
Con la storia narrata aggiungiamo alla matematica un ricco condimento, fatto di umanità (dei matematici), di scoperta (per l’aneddoto), di trasformazione in strumento utile (il regolo calcolatore) e – soprattutto – di applicazione della matematica al nostro mondo.

In secondo luogo, il docente deve sempre agganciare le proprie spiegazioni al mondo degli studenti che ha di fronte. Quindi, se deve introdurre il concetto di equazione, è meglio non partire da “E=mc2 ” di Einstein e nemmeno enumerando le forme letterali di tutte le tipologie di equazioni esistenti, sconfinando così nel più arido nozionismo.
Sarebbe decisamente un’idea migliore iniziare con un’equazione, che descriva la legge che lega il prezzo del concerto di Vasco Rossi alla domanda di concerti rock. E poi eventualmente allargare il discorso a quali altri elementi possano influenzare il prezzo e come possano essere inseriti nell’equazione di partenza.

In terzo luogo, il docente deve sempre evitare il “muro contro muro” con gli studenti. Non conviene mai irrigidirsi sulle proprie posizioni, è opportuno invece venire incontro alle esigenze degli studenti (che andrebbero considerati come dei clienti) in modo da poter aprire un dialogo. Va bene la disciplina, ma gli studenti vanno rispettati, e sempre premiati quando intervengono nelle spiegazioni matematiche o anche se semplicemente dimostrano interesse.

Consentite sempre ai vostri studenti di interrompervi se non capiscono, e non guardateli mai “dall’alto verso il basso”. Insegnare è una fortuna, ma imparare lo è ancora di più. Se riuscirete a tenere vivo il legame con i vostri studenti, non incorrerete nella noia tipica della “ripetizione”, perché ogni loro intervento rende sempre tutto nuovo e diverso.

È questo il modo per far sì che la passione per la matematica non si spenga nel docente, e nasca invece nello studente, rigogliosa e colma di frutti per il futuro.
E voi, studenti, esigete sempre dei docenti che rispettino queste indicazioni: vedrete che studiare matematica sarà completamente diverso. Sarà per voi una sorpresa, quando scoprirete…. il piacere della matematica.

"DARWIN E L'EVOLUZIONE DELL'UOMO" ALL'ACCADEMIA DELLE SCIENZE DI TORINO

Con il convegno dal titolo "Darwin e l'evoluzione dell'uomo" che si terrà a Torino il 2 e 3 aprile 2009 l'Accademia delle Scienze partecipa alle celebrazioni internazionali in occasione del centocinquantenario della pubblicazione dell'Origine della specie e del duecentenario dalla nascita di Charles Darwin, che fu socio dell'Accademia dal 1873.

Programma

Giovedì 2 aprile

ore 9.30
presiede Pietro Omodeo (emerito dell'Università degli Studi di Siena)
Giacomo Giacobini (Università degli Studi di Torino) Introduzione
Giulio Barsanti (Università degli Studi di Firenze) L'uomo e le sue ‘varietà' da Buffon a Darwin
David Kohn (Darwin Digital Library of Evolution, AMNH, New York) Darwin & divergence: a history of the ‘entangled bank'

ore 15,00
presiede Alberto Piazza (Università degli Studi di Torino)
Antonello La Vergata (Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia) Il dibattito sull'evoluzione dell'uomo tra Ottocento e Novecento
Giorgio Manzi (Università degli Studi di Roma "La Sapienza") L'evoluzione umana ai tempi di Darwin e oltre: una storia al plurale


Venerdì 3 aprile

ore 9.30
presiede Aldo Fasolo (Università degli Studi di Torino)
Bernardino Fantini (Università di Ginevra) Dalla rivoluzione molecolare alla rivoluzione emozionale: la centralità di Darwin nel pensiero biologico e filosofico contemporaneo
Alessandro Minelli (Università degli Studi di Padova) Scenari evo-devo per una storia evolutiva dell'uomo
Telmo Pievani (Università degli Studi di Milano-Bicocca) Darwin e il ‘corallo della vita': una chiave di lettura per il futuro

CHE COSA SONO LE NUBI NOTTILUCENTI? di Rosa Maria Mistretta

"Appaiono nel cielo come strisce tortuose e intrecciate, di solito di colore bianco o di una caratteristica tonalità blu perlacea, a volte il bordo inferiore è dorato. La struttura ricorda le formazioni di cirrostrati."

Le nubi nottilucenti (Noctilucent Clouds, NLC) sono nubi d'alta quota, che si estendono per circa 15-20 gradi sopra l'orizzonte, e sono visibili solo quando il Sole è già tramontato. Esse si rendono percettibili sullo sfondo del cielo crepuscolare, quando vengono direttamente illuminate dal Sole; di conseguenza, diffondono la luce proveniente dal Sole e non sono mai state osservate di giorno. Quando sono molto alte sull'orizzonte, le nubi nottilucenti hanno un colore argenteo (o bianco brillante), mentre quando sono più basse il colore è più dorato. Al contrario delle normali nubi troposferiche, che si formano fino ad una altezza massima di 15 km, le nubi nottilucenti si trovano a quote comprese fra gli 80 e gli 85 km nella mesosfera e non provocano precipitazioni atmosferiche.

La mesosfera è una regione dell'atmosfera terrestre molto fredda, ma anche molto secca (un centinaio di milioni di volte più secca dell'aria presente nel deserto del Sahara); ciononostante, le nubi nottilucenti sono fatte di acqua, di minuscoli cristalli di ghiaccio, delle dimensioni delle particelle di fumo delle sigarette! Come questi cristalli di ghiaccio si possano formare in regioni dell'atmosfera così aride è ancora un mistero! Nell'emisfero boreale, le nubi nottilucenti si osservano più frequentemente fra la fine di maggio e la prima metà di agosto, in pratica nel periodo di massima insolazione. Il momento migliore per avvistarle è quello dei lunghi crepuscoli estivi, quando il Sole si trova tra i 6 e i 16 gradi sotto l'orizzonte. Inoltre, le condizioni crepuscolari migliori, che rendono riconoscibili le nubi nottilucenti, sono quelle che si hanno tra i 50 e i 60 gradi di latitudine.

Osservando le nubi nottilucenti, si possono notare rapide variazioni della loro forma, dovute ai moti turbolenti dell'aria nell'alta atmosfera. A volte i cirri molto alti possono apparire molto simili alle nubi nottilucenti del cielo crepuscolare, ma gli osservatori più esperti non hanno problemi nell'identificare le vere nubi nottilucenti. L'uso di un binocolo può aiutare nella corretta identificazione di quest'ultime: i cirri tendono ad essere nebulosi, mentre le nubi nottilucenti mostrano dettagli più nitidi. Le apparizioni di nubi nottilucenti particolarmente luminose sono inconfondibili e sono uno spettacolo maestoso!

SIR WILLIAM HERSCHEL E IL METODO DELLA PARALLASSE di Rosa Maria Mistretta

Quanto sono distanti le stelle?

In passato, il concetto di universo era molto semplice ed era messo in relazione con la vita quotidiana. Per gli antichi Greci, il cielo era una cupola, simile a una scodella rovesciata, che sovrastava la Terra piatta, mentre per Aristotele era una sfera che circondava sia il Sole che la Terra. Sebbene l'astronomo polacco Niccolò Copernico (1473-1543) avesse introdotto un modello innovativo per il Sole e il suo sistema planetario, egli stesso era convinto del fatto che le stelle fossero fissate a un'enorme sfera, posta oltre Saturno, il pianeta più lontano che gli astronomi conoscessero a quel tempo.

Soltanto dopo la scoperta del telescopio, gli astronomi diedero autenticità alle loro conoscenze: si resero conto che lo spazio non si fermava a Saturno, ma si estendeva ben oltre, e che la Via Lattea era costituita da migliaia di piccole stelle. La domanda che ne seguì fu la seguente: a che distanza si trovavano le stelle?

Sir William Herschel
Verso la fine del Settecento si cercò di fornire una risposta al quesito. Fu l'astronomo William Herschel, nato ad Hannover nel 1738, che diede una svolta netta alle scoperte astronomiche. Nel 1781 egli scoprì il pianeta Urano, cui seguirono, nel 1787, i satelliti Titania e Oberon. Osservò, inoltre, le strutture morfologiche del pianeta Marte e le sue calotte polari, ipotizzando che, come quelle terrestri, fossero composte da ghiaccio. Pensò, quindi, di sfruttare un evento di uso quotidiano per la misurazione delle distanze stellari e lo denominò "metodo della parallasse".
Il termine può far pensare a qualcosa di complicato, ma in realtà il concetto è banale. Si collochi un oggetto a una distanza di circa mezzo metro da noi. Fissando l'oggetto, si chiuda alternativamente l'occhio destro e quello sinistro. Si avrà l'impressione che questo si sposti rispetto agli oggetti più distanti. Il motivo risiede nel fatto che, poiché gli occhi si trovano a qualche centimetro di distanza l'uno dall'altro, quando si guarda l'oggetto con un occhio alla volta lo si osserva da due angolazioni leggermente diverse, per cui sembra che si sposti. Questo è l'effetto di parallasse!

William Herschel intuì che lo stesso fenomeno si sarebbe verificato osservando un oggetto celeste, per cui una stella abbastanza vicina alla Terra si sarebbe apparentemente spostata nel cielo, se osservata da due luoghi molto lontani fra loro. L'astronomo sapeva che era possibile osservare le stelle da punti diversi dello spazio, pur rimanendo nello stesso luogo sulla Terra, grazie alla rivoluzione annuale del Pianeta intorno al Sole. Dunque non rimaneva altro da fare che misurare, in un determinato giorno dell'anno, la posizione di una stella relativamente vicina, rispetto alle stelle più lontane sullo sfondo, per poi ripetere tale misurazione qualche tempo dopo.

Lo spostamento apparente dell'astro nel cielo avrebbe permesso di ricavare, in modo molto semplice, la distanza dell'oggetto osservato. Si ha la massima distanza tra due punti di osservazione se si torna nello stesso luogo sulla Terra dopo sei mesi, intervallo di tempo dopo il quale il nostro Pianeta si viene a trovare nel punto diametralmente opposto della sua orbita intorno al Sole, a circa trecento milioni di chilometri dal precedente punto d'osservazione. Dopo sei mesi, una stella relativamente vicina apparirà spostata nel cielo, sullo sfondo di stelle più lontane, di un angolo misurabile, anche se, generalmente, molto piccolo. La metà di questo valore viene usata per ricavare, con semplici calcoli trigonometrici, la distanza dell'oggetto osservato, e prende il nome di parallasse stellare.

Il "metodo della parallasse" è applicabile soltanto alle stelle più vicine dato che, oltre una certa distanza, lo spostamento angolare della stella diventa così piccolo da non poter più essere misurato accuratamente. Le stelle distanti 100 parsec hanno una parallasse di un centesimo di secondo d'arco, mentre sono state osservate ben 700 stelle entro i 20 parsec, di cui si può dare una stima ragionevole della distanza.

La stella più vicina al Sistema Solare è Proxima Centauri: con una parallasse di 0,756 secondi d'arco, si trova alla distanza di 1,31 parsec, pari a 4,2 anni luce, in pratica a circa 38 mila miliardi di chilometri da noi!

ISAAC NEWTON E LA FORZA DI GRAVITA' di Rosa Maria Mistretta

Isaac Newton: genio inglese, vissuto nel periodo classico della scienza moderna (1642-1727), definito da J. Lagrange (1736-1813) "...il più fortunato dei mortali", riconosciuto da A. Einstein nella sua autobiografia scientifica "...un uomo d'altissimo intelletto e potere creativo". 1642: nell'anno della morte di Galileo Galilei nasce Isaac Newton.

Vissuto nel podere agricolo dei genitori, dimostrando scarsissime doti di contadino, nel 1661 viene iscritto all'Università di Cambridge per intraprendere gli studi legislativi. Ma le letture di Copernico, Keplero, Galileo e Cartesio lo appassionano assai di più. Durante la peste, dilagata nel 1665, ritorna nella casa in campagna, dove potrà riflettere in solitudine.

È in questo periodo che inventa il procedimento matematico del calcolo differenziale e che si cimenta con esperimenti inerenti la scomposizione della luce bianca nei colori dell'arcobaleno. Ma non solo ... Newton giunge a descrivere il comportamento dinamico degli oggetti materiali, fornendo la relazione esistente fra una forza "F", agente su un corpo di massa "m", e l'accelerazione "a", acquisita dal corpo stesso come conseguenza dell'applicazione di tale forza. Si tratta dell'equazione fondamentale della Meccanica, "F = m a", pubblicata successivamente, nel 1687, nei famosi "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica".

Si narra che in una sera di plenilunio, il grande scienziato, seduto sotto un melo, vedendo cadere una mela, abbia iniziato a riflettere sulla natura della forza gravitazionale. Perché tutti gli oggetti cadevano verso il basso? Probabilmente ciò era possibile, pensò Newton, perché una forza (a quel tempo sconosciuta) agiva sulla mela, accelerandola verso il suolo. E questo si verificava, qualunque fosse l'altezza dell'albero da cui cadeva la mela!

Ed ecco, allora, la brillante intuizione dello scienziato: se questa forza raggiungeva la sommità degli alberi più alti, poteva andare anche oltre e, perché no, coprire la distanza Terra-Luna! In altre parole: la mela e la Luna non dovevano essere poi così diverse ... La stessa forza, che accelerava gli oggetti sulla Terra, facendoli cadere al suolo, doveva agire sulla Luna: ma allora, perché la Luna non cadeva sulla Terra?

Newton risolse l'enigma immaginando di sparare con un cannone, posto su un'alta montagna , dei proiettili con velocità iniziali via via maggiori. Galileo aveva già dimostrato che, in conseguenza di ciò, i proiettili sarebbero caduti al suolo sempre più lontani dal cannone. Nell'esperimento immaginario di Newton, nulla impediva di pensare che, ad un certo punto, con un opportuno valore della velocità iniziale, il proiettile sarebbe riuscito a cadere tanto lontano da ... compiere un giro completo intorno alla Terra, senza mai toccare il suolo! In altre parole, il proiettile avrebbe cominciato a orbitare intorno alla Terra.

La conclusione di Newton era la seguente: così come il proiettile poteva arrivare a compiere un giro completo attorno alla Terra, "cadendo" continuamente verso il suolo, senza mai toccarlo, la Luna "cadeva" verso la Terra, perchè soggetta alla medesima forza che agiva sul proiettile, descrivendo un'orbita ellittica attorno a essa. Gli oggetti terrestri e quelli celesti erano soggetti alla stessa legge della Natura. Lo scienziato formulò in termini matematici l'espressione della forza di gravità (dal latino "gravitas", che significa "pesantezza") che imponeva ai corpi sulla Terra di cadere al suolo, e alla Terra stessa e agli altri pianeti di "cadere" verso il Sole, compiendo attorno ad esso delle orbite più o meno ellittiche: gli oggetti si attraggono in misura direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato delle loro distanze.

Ogni corpo esercita una forza di attrazione nei confronti di un altro. Nel caso della Luna, questa è attratta dalla Terra ma, a sua volta, esercita un'attrazione su quest'ultima, che si manifesta con il fenomeno delle maree. Ma volgiamo lo sguardo alla vita quotidiana ... Ogni giorno milioni di persone applicano costantemente e inconsciamente lo stesso principio. In che modo? Si esegua un piccolo esperimento esemplificativo: ci si alzi in piedi con le gambe unite e si cominci a camminare, mettendo via via un piede dinanzi all'altro. Camminare è del tutto spontaneo.

Ma, se ci soffermiamo un istante, ci accorgiamo che, ogni volta, avviene un piccolo sbilanciamento in avanti: se non ponessimo in tempo il piede in avanti, cadremmo per terra, analogamente ai pianeti che tendono a cadere verso Sole, senza però raggiungerlo mai. La legge universale della gravitazione scoperta dal grande scienziato unisce, dunque, cielo e Terra, applicandosi in qualsiasi contesto del vivere quotidiano. L'impatto della sua scoperta nel mondo scientifico fu senza precedenti.

Prima di morire, disse: "Io mi vedo come un bambino che, giocando sulla spiaggia, ha trovato qualche bella conchiglia e dei bei sassolini, mentre il mare infinito della verità giaceva inesplorato davanti a me".

La ricerca della verità era soltanto agli inizi.

UNA GITA VERSO L'INFINITO: L'OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI ALPETTE (TO) DI Rosa Maria Mistretta

E' una meta per gli studiosi, ma non solo. Appassionati, studenti e... curiosi possono avvicinarsi alla scienza più antica del mondo: l'Astronomia.

ALPETTE è un paese del Piemonte, alle porte del Parco Nazionale del Gran Paradiso, nella provincia di Torino. E’ situato all’imbocco della Valle Orco a circa 1000 metri s.l.m. ed il suo clima montano lo rende meta ideale per soggiorni e brevi scampagnate.Il paese, incastonato nel verde dei boschi e dei pascoli, si erge su un piacevole altopiano erboso che ha un panorama molto suggestivo, dal quale lo sguardo può spaziare sulla Valle dell'Orco e sul Massiccio del Gran Paradiso. La bellezza della natura locale ben si armonizza con la visione di un’altra magnificenza: l’osservazione della volta celeste.

Accanto alle tipiche abitazioni montane, che costituiscono il cuore del borgo antico e che si stringono in pittoresco agglomerato intorno alla chiesa, sorge l’Osservatorio Astronomico di Alpette.Fu fatto costruire nel 1972 dal parroco don Giovanni Capace, sul tetto della casa parrocchiale del paese.Nel 1987, per iniziativa della Scuola di Astronomia "Francesco Zagar", il Comune di Alpette, con la collaborazione della Regione Piemonte e della Provincia di Torino, costruì un nuovo Osservatorio sulla parte più alta dell'edificio comunale, trasferendovi il telescopio del parroco.
Attualmente l'Osservatorio ha una cupola metallica del diametro di 5,5 metri che ospita un telescopio riflettore Ritchey-Chretien del diametro di 60 cm, in grado di far scorgere stelle cinquemila volte più deboli di quelle percepibili ad occhio nudo (ad esempio astri più deboli del pianeta minore Plutone) e di fotografare stelle di 19a magnitudine, la cui luce equivale a quella di una candela posta alla distanza di 3500 chilometri.
Il telescopio principale è corredato di altri due strumenti a rifrazione: uno acromatico con obiettivo di 15 cm e di 2,250 metri di focale ed uno apocromatico alla fluorite del diametro di 13 cm con focale di un metro. Sono strumenti ideali per l'osservazione di oggetti celesti della nostra Galassia come pianeti, nebulose, ammassi stellari ed altre galassie più lontane.
L'attività svolta dall'Osservatorio, prevalentemente di carattere didattico/divulgativo, è dedicata alle scuole di ogni ordine e grado e, sulla base delle disponibilità, a quanti sono interessati all'astronomia. Si organizzano visite guidate serali, con l'osservazione degli oggetti celesti al telescopio, e si svolgono seminari e conferenze nel salone situato nella parte sottostante la specola. Sono anche disponibili visite diurne che prevedono la visita guidata alla mostra astro-fotografica, la conferenza con proiezione di diapositive o di filmati, l’uso degli strumenti con l’osservazione del Sole.
Il paesaggio di favola nelle lunghe ore notturne dedicate all’osservazione della volta celeste ben si armonizza con le magiche narrazioni del posto. Infatti leggende di masche (streghe), che si riunivano in cerchio presso i “Reü” (luogo di incontro) o che celebravano i loro Sabba (festa delle streghe) negli spazi verdi lungo i sentieri, rappresentano ancor oggi motivi di racconti che hanno riscaldato l'ambiente delle stalle sino alla metà del Novecento, dove la gente si raccoglieva per stare al caldo e raccontare aneddoti. Non deve stupire che proprio in questo luogo carico di storia e di mistero, dove anche gli antichi celti percorrevano i “Curs”, sorga un Osservatorio Astronomico, un grande occhio puntato verso i misteri dell’universo.
http://www.osservatorioalpette.com/home.php

SETTE REGOLE PER IL DIVULGATORE SCIENTIFICO DI SUCCESSO SECONDO GEORGE GAMOW di Walter Caputo

George Gamow è un fisico di origine russa vissuto tra il 1904 e il 1968. Si è occupato con successo di fisica nucleare, relatività e meccanica quantistica, ma ha fornito i suoi contributi più importanti nel campo della cosmologia e della biologia.

Ciò che però costituisce l’oggetto di questo articolo non è la sua attività di scienziato, ma piuttosto quella di divulgatore scientifico, per la quale ricevette dall’UNESCO, nel 1956, il Premio Kalinga. Dalla sua "autobiografia informale", intitolata "La mia linea di Universo" (Edizioni Dedalo 2008) è possibile estrarre sette indicazioni utili per chi si occupa di divulgazione scientifica.

1) Cerco di semplificare per me stesso, così imparo a semplificare per gli altri.

A Gamow è sempre piaciuto "vedere le cose in termini chiari e semplici". Per ottenere questo risultato ha speso tempo ed energie, ma ha ottenuto una ricompensa: imparare a semplificare per i non addetti ai lavori.Come ci è riuscito ? Soprattutto con il coraggio della "libertà di parola" (così si esprime Giulio Giorello nella prefazione al testo sopra citato) e vivendo molto intensamente, anziché rinchiudersi nella classica torre d’avorio. È proprio il pieno contatto con gli altri, soprattutto con i non addetti ai lavori, che gli ha probabilmente consentito di scrivere numerose opere pienamente accessibili.Oltre a questi ingredienti ha giocato un ruolo fondamentale la sua spiccata ironia, che ha senza dubbio non solo l’effetto di far sorridere, ma soprattutto quello di alleggerire il testo.La scrittura di Gamow consiste quindi nell’esporre in maniera semplice una serie di idee secondo un ordine "naturale", in un certo senso non precostituito. È un po’ come, usando le sue stesse parole, raccontare "storie" ad un "gruppetto di amici davanti a un fuoco scoppiettante dopo una buona cena".

2) Non mi arrendo se non riesco a pubblicare ciò che scrivo

Nel 1937 Gamow scrisse il suo primo racconto della serie "Mr Tompkins", nel quale cercava di spiegare all’uomo comune i concetti di spazio curvo e di Universo in espansione. Naturalmente lo inviò per la pubblicazione a numerose riviste, ma ricevette soltanto lettere di rifiuto.Nella sua autobiografia, riferendosi proprio a quel racconto, scrisse: "lo infilai in un cassetto e non ci pensai più". Ciò non significa che si arrese, ma semplicemente che era consapevole che forse non era il momento giusto per pubblicare oppure non aveva trovato la strada giusta per giungere alla pubblicazione. Il fatto di non pensarci più implica che non si strappò i capelli a causa del fallimento, ma considerò l’evento in maniera piuttosto equilibrata. È abbastanza evidente che la sua situazione finanziaria non dipendeva dalla pubblicazione. Poteva permettersi di aspettare. E la sua paziente attesa fu ricompensata dal successo.

3) Accetto consigli da altri su cosa scrivere e come pubblicare

Nel 1938, in occasione di un convegno di Fisica in Polonia, Gamow parlò del suo racconto a Charles Darwin (1). Ed accettò il suo consiglio di inviare il manoscritto alla rivista "Discovery". Così venne pubblicato il primo pezzo, dopodiché ne vennero pubblicati molti altri. E, verso la fine del 1938, giunsero a Gamow offerte da varie case editrici che, sicuramente, stabilirono delle indicazioni da rispettare in merito ai contenuti e alla forma. E fu così che uscì il suo primo libro di divulgazione scientifica: "Mr Tompkins in Wonderland", opera che raccoglie, appunto, le avventure di Mr Tompkins (trad. it. "Le avventure di Mr Tompkins: viaggio scientificamente fantastico nel mondo della fisica" – Edizioni Dedalo – 1995).

4) Mi avvalgo di un’accurata promozione dei miei libri

Ormai tutti riconoscono – nella nostra economia – l’importanza di saper vendere: non basta più un buon prodotto perché il mercato lo accolga favorevolmente, occorre anche una "buona confezione". Tanto è vero che parte del successo divulgativo di Gamow è dovuto a Barbara Perkins, publicity manager della Cambridge University Press. A tal proposito Gamow scrisse: "venni a sapere che la riuscita della promozione del mio libro era merito suo".

5) Collaboro con altri per scrivere libri su argomenti sui quali non sono molto esperto

È noto che per "tradurre i concetti apparentemente più astratti in immagini familiari anche al barista" (sono parole di Giulio Giorello, che cita un’espressione di Niels Bohr) occorre una buona conoscenza della disciplina scientifica a cui i concetti appartengono, oltre che naturalmente un’ottima capacità di trasmettere la cultura scientifica. Ciò implica soprattutto adattare il proprio linguaggio a quello dei lettori (o ascoltatori) e suscitare curiosità e interesse tramite la narrazione di una storia.Quando le capacità del divulgatore scientifico non bastano per l’opera da realizzare, è il momento di riconoscere i propri limiti e collaborare con altri. D’altronde è risaputo che "l’unione fa la forza". E infatti Gamow, per scrivere "Mr Tompkins inside himself" (trad. it. "Viaggio di Mr Tompkins all’interno di se stesso: avventure nella nuova biologia” – Zanichelli – 1971), si fece aiutare dal suo amico Martinas Yčas, professore di microbiologia al Medical Center della New York State University. Ciò in quanto l’obiettivo di Gamow era "esporre i recenti rivoluzionari sviluppi della biologia".

6) Mi piace scrivere libri di divulgazione scientifica

Ciò è proprio quanto afferma, in modo esplicito, Gamow. Si tratta d’altronde di un fatto quasi naturale: se una cosa ti piace, è più facile riuscire a farla bene. Se una cosa ti piace molto, diventa una passione, e riesci ad andare avanti anche se nessuno ti paga. Tuttavia, ad un certo punto, ti rendi conto che senza soldi non riesci a fare la spesa al supermercato, e allora cerchi un lavoro, magari non molto gradevole, ma remunerato, e lasci le briciole del tuo tempo per la passione.

7) La mia vocazione principale non è scrivere libri di divulgazione scientifica

Anche questa è un’esplicita affermazione di Gamow. Il suo principale interesse è infatti "affrontare e risolvere i problemi della natura, che siano fisici, astronomici o biologici". Dunque, la vera vocazione di Gamow – già maturata durante l’infanzia – è fare lo scienziato. Tuttavia, dato che nella ricerca scientifica "le idee buone ed entusiasmanti non arrivano tutti i giorni", egli occupò il tempo libero fra un’idea e l’altra scrivendo libri di divulgazione scientifica.
nota (1): Naturalmente non si tratta di quel Darwin, che tutti conoscono e che a quell'epoca era già morto da 50 anni. A pag. 160 dell'autobiografia di Gamow c'è' scritto: "Nel maggio del 1938 andai in Polonia per partecipare ad una conferenza sul tema "Nuove teorie della fisica", che si teneva presso l'Università Pilsuzki di Varsavia ed era organizzata dall'Istituto Internazionale di Cooperazione Intellettuale, che credo fosse in qualche modo collegato alla Società delle Nazioni. Alla conferenza partecipavano Niels Bohr e Christian Moller per la Danimarca, sir Arthur Eddington e sir Charles Darwin per l'Inghilterra, Paul Langevin e Louis Brillouin per la Francia, ed Eugene Wigner, John von Neumann, Samuel Goudsmit e io per gli Stati Uniti".

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Walter Caputo

Ha un diploma universitario in Amministrazione Aziendale ed è laureato in Economia e in Scienze Statistiche. Si interessa di divulgazione scientifica nonché di assistenza didattica, formazione e consulenza su tematiche del lavoro, contabili, fiscali e matematico - statistiche per scuole, aziende e liberi professionisti.

DIVERTIAMOCI CON LA MATEMATICA di Rosa Maria Mistretta

La matematica è come il gioco della dama, adatta ai giovani, non troppo difficile, divertente e senza alcun pericolo per lo stato. (Platone)

Jean-Pierre Bourguignon, Presidente della Società Matematica Europea nel 2000, scriveva pochi anni or sono, che: “…molti “oggetti” della matematica sono collegati sia con le componenti più dinamiche dell’economia, in quanto questa nuova presenza è strettamente connessa alle possibilità offerte dai computer, sia con molti altri aspetti dell’organizzazione nella società moderna. Quotidianamente noi usiamo molti oggetti il cui funzionamento è basato su risultati matematici e spesso su quelli più recenti. Nell’attuale società la matematica è sempre presente, ora più che mai, ma di questo non sempre siamo consapevoli…”

"Un matematico, un fisico e un ingegnere sono sottoposti a una prova di sopravvivenza, chiusi ciascuno in una stanza spoglia di tutto fuorché di un materasso, con una scatola di sardine sigillata e una forchetta. Dopo un mese di clausura, quando vengono riaperte le stanze, il fisico è morto appoggiato al muro su cui ha inciso, con la punta della forchetta, complicati calcoli sull'energia dei possibili impatti della scatoletta sulle diverse regioni dei muri, secondo diversi angoli di incidenza. L'ingegnere è morto con i muscoli contorti dallo sforzo e con la forchetta deformata dal tentativo di trasformarla in leva per forzare la scatoletta. Il matematico è disteso immobile sul materasso, ma sembra respirare debolmente e muovere le labbra. Avvicinandosi, lo si sente sussurrare con fatica: "Supponiamo...per assurdo...che la scatoletta...sia aperta..."



E ora un po' di frattali:

http://www.miorelli.net/frattali/download.html

http://www.alfitalia.it/due/software/software_03.asp

MATEMATICA E POESIA: UN'UNICA ORIGINE? di Rosa Maria Mistretta

In ogni epoca ed in qualsiasi circostanza, l'umanità ha cercato di accomodare, secondo un criterio adatto, alcune proprie situazioni quotidiane attraverso l'espressione di ciò che di più profondo era nascosto nell'animo.

Si è provata necessità, ad esempio, non solo di descrivere la bellezza e di cantare l'armonia, ma anche di elaborare, attraverso l'attività mentale, la produzione d'immagini della realtà percepite con i sensi.

Traendo spunto dalla quotidianità, si è evoluta la concezione della rappresentazione della realtà con l'utilizzo di una visione personale in forma musicale e ritmica per esaltare l'animo: si è trovato necessario mostrare fatti, immagini e sentimenti, emozioni e fantasie utilizzando parole disposte secondo un determinato ritmo. E nacque la poesia.

Nella molteplicità delle situazioni, il poeta ha reso possibile un'unità ed un ordine, secondo un accordo proporzionato, definito da rapporti fra le parti che compongono un tutto. Con la poesia, intesa come studio dell'armonia, egli ha cercato diverse analogie tra funzioni che concorrono alla medesima finalità.

Si è ancora lontani dall'affermare che ci possa essere un'unione tra la poesia e la scienza delle grandezze e delle forme, quale si definisce la matematica.
Già nell'origine etimologica del termine greco "poesia" (poìesis) è presente un'ambiguità tra il significato di regola, acquisibile con lo studio, e d'arte nel senso di creazione originale.

Quest'ambiguità semantica ha identificato due approcci differenti: da un lato una determinazione di tipo strutturale o funzionale, dall'altra una forma di manifestazione fantastica. Con la prima definizione si possono proporre concetti universali e termini che indicano ciò che può essere o non essere, mentre con la seconda si possono produrre rappresentazioni non vincolate alla sola percezione della realtà, intesa quindi in senso estetico connesso strettamente al mondo della poesia.

Ma se la matematica può essere indicata come un insieme di procedure attraverso cui l'attività umana del conoscere pone un contenuto, ideale o reale, in relazione ad altri argomenti, al fine di ricavare concetti universali, allora è possibile trovare un felice connubio tra questi antipodi apparenti.

Nella poesia il sentimento cresce oltre ogni limite ed anche nella matematica non si pone vincolo di quantità e di misura. Entrambe concorrono ad un'estensione e ad un'eternità sconfinata che tende all'infinito. In questa situazione i confini tra le due discipline si dissolvono e si perdono nel nulla. Dunque è l'Infinito il punto d'intersezione.

Proviamo a guardare l'infinito con gli occhi e con il cuore di Giacomo Leopardi da "quest'ermo colle/E questa siepe, che da tanta parte/Dell'ultimo orizzonte il guardo esclude".

E:" sedendo e mirando, interminati/Spazi di là da quella, e sovrumani /Silenzi, e profondissima quiete/Io nel pensier mi fingo; ove per poco/Il cor non si spaura.E come il vento/Odo stormir tra queste piante, io quello/Infinito silenzio a questa voce".

Ed e' lo stesso infinito che compare nella matematica con la scoperta di segmenti incommensurabili (senza sottomultiplo comune, quali la diagonale ed il lato del quadrato): ciò comporta che dividendo un segmento successivamente, la suddivisione può proseguire senza limiti.

Nella "Poetica" di Aristotele la poesia è l'espressione dell'Universale, intesa in senso operativo e conoscitivo perché indica cosa fare per ottenere determinati risultati.

Con tali presupposti, uniti all'affermazione che la poesia appartiene a tutte le arti e che non esistono scienze esatte che non si avvalgano della matematica, il passo verso il punto di intersezione è breve.

Tra matematica e poesia si armonizzano parole fluttuanti, quasi create magicamente dal nulla, che compongono versi, e pensieri matematici che creano formule.La connessione tra la poesia e la matematica è rilevata con sottigliezza attraverso affinità strutturali, che tracciano un ponte etereo tra due infiniti paralleli.

L'eterno dissidio tra ragione e sentimento, riproposto come perenne umano dilemma, è evidenziato, e superato nello stesso tempo, attraverso l'autosomiglianza delle forme e la similarità, contenuti addotti da W. Escher ed attraverso i principi fondamentali della poesia e del componimento, fino al punto da poter riportare il sentimento della vita alla morte: "E la morte stagioni, e la presente/E viva, e il suon di lei. Così tra questa/Immensità s'annega il pensier mio: E il naufragar m'è dolce in questo mare."(Leopardi, L'infinito)

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Riflessioni in occasione della Mostra "I due volti del sapere - Centocinquant'anni delle Facoltà di Scienze e di Lettere a Torino" presso il Museo Regionale di Scienze Naturali, Torino - 1999

http://www.lagazzettaweb.it/Pages/art_gazz/1999/mainpage/voltisap.html

UN AMICO DEGLI ANIMALI: KONRAD LORENZ (07/11/1903 - 27/02/1989) di Rosa Maria Mistretta

Fu fondatore dell'etologia, dello studio comparato del comportamento degli animali e dell'uomo.

"È motivo di sempre nuova ammirazione che la natura crei tutte le sue grandi opere senza mai trasgredire alle sue stesse leggi" da Konrad Lorenz, Il cosiddetto male

Konrad Lorenz fu insignito nel 1973 del Premio Nobel per la fisiologia e la medicina, insieme a N. Tinbergen e K. von Frisch.
Nato ad Altenberg, un paese austriaco sulle rive del Danubio, nel 1903, ha ufficialmente inaugurato l'era moderna del comportamento animale.

Studiò medicina, ma la sua vera passione era la zoologia, che nutrì fino a laurearsi anche in questa disciplina. Studiò il comportamento degli animali, a partire dagli uccelli e il Danubio fu per lui lo scenario ideale per osservazioni ed esperimenti con taccole ed oche.
Non smise di studiare e di scrivere neanche durante i quattro anni di prigionia in guerra: infatti, le sue riflessioni, riportate sulla carta dei sacchi di cemento, sono state pubblicate postume in L'altra faccia dello specchio.

Il periodo dopo il ritorno dalla prigionia fu caratterizzato da un intenso lavoro nel campo della ricerca sul comportamento, che si concretizzò in ampliamenti e conseguenze essenziali per questa disciplina.

Dal '61 al '73 rivestì la carica di Direttore dell'Istituto Max Plank per la fisiologia del comportamento, in Baviera. S'intensificava intanto il suo impegno per la tutela dell'ambiente: nel '72 partecipò alla redazione del manifesto del "Gruppo ecologico".

Konrad Lorenz osservò con acutezza il comportamento degli animali, di cui ha sempre voluto circondarsi, non solo nei laboratori universitari, ma anche nella sua vita privata. Lorenz visse a Seewiesen, nell'Alta Baviera, in un paradiso terrestre dove numerosi animali, tra loro difficilmente compatibili, si muovevano liberi con lui, l'uomo che aveva voluto stabilire con i suoi singolari ospiti una relazione di reciproco rispetto, fatta di mille sottigliezze psicologiche.

La sua magnanimità fu ripagata da alcune fondamentali scoperte scientifiche, rese possibili soltanto dall'osservazione degli animali in libertà. Gli studi di Lorenz su rito e cerimonia, codice di comportamento, territorio, significato dell'aggressività, natura degli istinti, imprinting hanno aperto prospettive per riconoscere la ricchezza di significati anche nei fatti più primitivi del comportamento animale, riuscendo così a rimuovere i più rozzi schemi behaviouristici o antropomorfizzanti.

Anche la psicologia ha trovato uno stimolo e un ausilio prezioso in queste ricerche, che collocarono il comportamento umano di fronte all'incredibile varietà di comportamenti animali. Tuttavia, la notorietà dello scienziato non fu solo scientifica, ma anche umana: ammoniva gli uomini a rispettare la natura, per superare l'emergenza ambientale. Tra gli aspetti più importanti della personalità di Konrad Lorenz, accanto alla fantasia, alla gioia di vivere e all'umorismo, emerge la tendenza al gioco, la predisposizione ad un approccio ludico alle cose che lo circondano, poiché il gioco è solitamente connesso all'apprendimento.

La natura appare a Lorenz come un tessuto continuo e indissolubilmente intrecciato. Divulgatore impareggiabile, ha contribuito ad accrescere la sensibilità verso gli animali, rendendo partecipi tutti delle loro straordinarie condotte. Che i pesci possano essere molto passionali, che le tortore siano più feroci dei lupi con gli animali della propria specie, che le volpi siano molto meno furbe dei cani, che un'oca possa credere di appartenere alla specie umana, e in particolare di essere la figlia dello scienziato che l'ha "covata" ha inaugurato l'ingresso degli animali nella storia.

Morì ad Altenberg nel 1989

Le sue opere:
1949 L'anello di re Salomone.
1950 E l'uomo incontrò il cane.
1963 Il cosiddetto male.
1965 L'evoluzione e modificazione del comportamento.
1973 L'altra faccia dello specchio. Per una storia naturale della conoscenza.
1974 Gli otto peccati capitali della nostra civiltà.
1974 L'altra faccia dello specchio.

ATMOSFERE STELLARI di Rosa Maria Mistretta

Fu per primo Lucrezio, nel "De Rerum Natura" (libro V, vv. 609-612), a spiegare l'intuitiva presenza di un alone intorno al Sole, una sorta di spettro lucente e misterioso ...

"Forsitans et rosea sol alte lampade lucens, possideat multum caecis fervoribus ignem circum se, nullo qui sit fulgore notatus aestifer ut tantum radiorum exaugeat ictum."
"Forse ancor, finalmente, la lampada rosea del Sole, che ne l'alto risplende, è cinta a l'intorno di molti ignei elementi ciechi, che la luce non danno, il cui fuoco la potenza dei raggi solari moltiplica al sommo." (Traduzione di Pietro Parrella - ed. Zanichelli)

La Terra è circondata da un involucro gassoso, composto principalmente da azoto, ossigeno, anidride carbonica e vapore d'acqua, che prende il nome di atmosfera.
Anche le stelle sono circondate da un'atmosfera, oppure questa è un "privilegio" soltanto di alcuni pianeti e satelliti?

Una stella è un corpo celeste splendente, interamente gassoso, in cui sono in equilibrio due forze fisiche: la pressione interna, generata dallo stesso gas, che "spinge" gli strati gassosi verso l'esterno, e la forza gravitazionale, che, al contrario, tende a far collassare la massa di gas su se stessa.

Le stelle hanno temperature superficiali molto elevate, che vanno da 3000 K (le più fredde) a circa 60.000 K (le più calde) ed emettono radiazioni elettromagnetiche prodotte da reazioni chimiche nucleari, che trasformano materia in energia.

L'atmosfera di una stella, dunque, non può essere definita alla stregua dell'atmosfera terrestre, essendo la stella un corpo interamente gassoso. Gli astronomi definiscono l'atmosfera stellare come lo strato più esterno della struttura stellare, da cui proviene la radiazione luminosa (i fotoni della luce), che "sollecita" l'occhio umano e i rivelatori terrestri.

Quanto è profonda l'atmosfera stellare? Rispetto all'intera massa del corpo celeste, se si fa il paragone con una mela, l'atmosfera stellare ha lo spessore della buccia del paradisiaco frutto.

E' possibile conoscere la composizione dell'atmosfera stellare?
Tutte le informazioni chimiche e fisiche, relative a corpi celesti così lontani, si possono acquisire soltanto per via indiretta, visto che non è possibile inviare sonde spaziali a studiare la loro struttura. A tal scopo si utilizza l'unica informazione che giunge a Terra: la radiazione luminosa. Per mezzo di uno strumento, che prende il nome di spettrografo, si raccoglie e s'imprime su una lastra fotografica l'emissione elettromagnetica stellare: il risultato finale è uno spettro luminoso.

Osservando in dettaglio uno spettro stellare, si nota che, sullo sfondo colorato, esiste una serie di righe scure, più o meno distanziate tra loro: ognuna di queste testimonia la presenza di un determinato elemento chimico nel gas stellare. Ogni stella è, così, dotata di un proprio "codice a barre" che la contraddistingue. Attraverso lo spettro si può effettuare, quindi, un'analisi chimica dell'atmosfera di una stella. E non solo: poichè le righe hanno larghezza e intensità diverse, una dall'altra, è possibile risalire da queste loro proprietà ad altri parametri fisici stellari, quali la temperatura e la pressione del gas componente l'atmosfera.

Sulla base della presenza di righe spettrali (quindi degli elementi chimici) e delle caratteristiche fisiche rilevate dall'analisi degli spettri stellari, le stelle sono state raggruppate in 10 classi spettrali, ciascuna suddivisa a sua volta in sottoclassi contrassegnate da 0 a 9:
O B A F G K M R N S (Per ricordare meglio: Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me Right Now, Smack).
Il Sole appartiene alla classe spettrale G2. Il suo spettro fu ottenuto per la prima volta da Joseph von Fraunhofer nel 1814. Attualmente, con il supporto di metodi e strumenti più sofisticati, nello spettro solare si possono individuare 50.000 righe e 68 dei 92 elementi chimici naturali riscontrati sulla Terra.

ALIENI SULLA TERRA: FORME DI VITA ESTREME di Rosa Maria Mistretta

Semplici forme di vita adattate ad ambienti estremi sulla Terra potrebbero essere gli abitanti di corpi del Sistema Solare.

Per un essere umano immergersi in acqua bollente o gelata, in aceto puro, in ammoniaca o in acqua salata molto concentrata ha, prevedibilmente, conseguenze disastrose. Eppure vi sono microrganismi che hanno la propria dimora permanente in ambienti impraticabili. Le forme viventi in condizioni ambientali che paiono incompatibili alla vita prendono il nome di estremofile.

Un batterio dal comportamento imprevedibile e dai gusti sorprendenti è "Deinococcus radiodurans", che resiste alle radiazioni mortali e vive in qualunque ambiente. Anche gli habitat dal clima particolarmente rigido brulicano di forme di vita. Il batterio "Polaromonas vacuolata" cresce alla temperatura ottimale di 4 °C, ed è in grado di riprodursi fino a quando la temperatura raggiunge i 12 °C. Oltre questo valore, non si riproduce più, entrando in uno stato di quiescenza. Un paradiso per alcune forme di vita davvero particolari è, invece, il Parco di Yellowstone, dove microrganismi crescono e si riproducono tranquillamente a temperature superiori a 45 °C. Le conoscenze attuali suggeriscono che il limite massimo di sopravvivenza raggiunto sia attorno ai 150 °C. Al di sopra di questa soglia, nessun essere vivente è in grado di mantenere integri il DNA e le altre molecole essenziali alla vita.

Il batterio "Deinococcus radiodurans"

Esistono, inoltre, batteri che vivono sepolti nelle rocce sedimentarie, pur avendo avuto origine sulla superficie terrestre. Ad esempio, gli scienziati hanno trovato il "Bacillus infernus" sotto la crosta terrestre, a 2.800 metri di profondità e alla temperatura di 75 °C. Gli astrobiologi trovano similitudini tra le condizioni ambientali estreme di alcuni corpi del Sistema Solare e ambienti terrestri impraticabili.

Il pianeta più accessibile ai primi tentativi di ricerca di forme prebiotiche è stato Marte. Lo studio delle formazioni geologiche marziane suggerisce che esso ha avuto in passato un clima caldo e umido, un territorio cosparso di laghi formatisi sul fondo di crateri meteoritici, e corsi d'acqua anche di una certa portata. Marte può ripresentare, dunque, condizioni molto simili a quelle terrestri. La recente scoperta di rocce sedimentarie ha un ruolo molto importante per capire la storia evolutiva del pianeta, poiché gli strati sono come un archivio di dati geologici. Se gli scienziati riusciranno a dimostrare che Marte, in passato, era popolato di microrganismi, che forse tuttora giacciono quiescenti nei sedimenti, si potrà allora ipotizzare che la vita sia nata sul pianeta Rosso, e si sia casualmente trasferita sulla Terra. Comete e asteroidi hanno notevole importanza nell'evoluzione biotica planetaria, come portatori di materiale organico e acqua: avrebbero potuto trasferire materiale da un mondo a un altro, salvaguardando la vita dei microrganismi, pur sottoponendoli a condizioni chimico-fisiche estreme.

Sedimenti su Marte

Dove trovare habitat che possano avere o testimoniare forme di vita primitiva? Per trovare la vita sui corpi planetari occorre rilevare la presenza di ammoniaca, metano, ossido di carbonio, e di raggi ultravioletti: solo in questo modo la vita ha una buona possibilità di prendere l'avvio. Per la continuità della specie, inoltre, si ha bisogno di una risorsa energetica, prodotta dalla luce del Sole o dal calore geotermico, e di acqua liquida, l'assenza completa della quale dovrebbe precludere la presenza d'organismi viventi.

Una debole atmosfera d'azoto e di metano, che ricorda la chimica connessa alla produzione di molecole organiche sulla Terra primordiale, e che può aver dato inizio alle varie fasi della produzione di amminoacidi e proteine, è quella del satellite di Saturno, Titano, la cui temperatura è di circa -175 °C sulla superficie. Esistono due oceani nel Sistema Solare, le cui caratteristiche sono molto simili a quelle che potremmo trovare nel Lago Vostok nell'Antartide, sotto chilometri di ghiaccio millenario: quelli di Europa e di Callisto, due satelliti di Giove.

Europa, la cui superficie è composta da acqua ghiacciata, si pensa abbia un oceano d'acqua liquida sottostante, forse popolato d'esseri viventi in grado di tollerare situazioni estreme. Le condizioni, infatti, sono veramente inospitali: la superficie ha una temperatura che può scendere sino a -130 °C ed è investita da radiazioni mortali che circondano Giove, che in breve tempo potrebbero distruggere qualsiasi forma di vita.

Bacino da impatto su Europa

Ma dalle enormi fenditure che solcano la coltre di ghiaccio che ricopre il profondo oceano del satellite escono enormi quantità di materiale scuro: si tratta forse di una sostanza organica, prodotto di popolazioni d'organismi che vivono in un mare caldo? Se gli ipotetici oceani di mondi alieni sono realmente salati, come sembra il caso di un oceano sotterraneo sul lontano Callisto, allora le forme microscopiche di vita che vi albergano possono essere simili agli individui estremofili terrestri. In ogni caso, gli enigmi dei corpi planetari attendono, dall'esplorazione spaziale, la conferma che la vita terrestre, originatasi in un'atmosfera primordiale composta da ossido di carbonio, metano e ammoniaca, non sia l'unica in tutti i mondi possibili.

VULCANI DI ALTRI MONDI di Rosa Maria Mistretta

Hanno il nome del Dio del Fuoco. La loro attività si è rivelata cruciale nel processo di formazione della Terra: possono creare enormi fiumi incandescenti, agire termicamente sull'atmosfera, sommergere di cenere un'isola, generare ondate d'acqua e di lava.

Il fenomeno è analogo per altri mondi del Sistema Solare?

La convinzione che l'unico corpo del Sistema Solare geologicamente attivo, in altre parole con un'intensa attività tettonica e vulcanica, fosse il pianeta Terra è scomparsa nella primavera del 1979 quando la sonda Voyager 1 passò a meno di 20 mila chilometri da Io, uno dei quattro satelliti galileiani di Giove. Senza dubbio, il paesaggio osservato per la prima volta dal Voyager 1 fu al di là di qualsiasi immaginazione: invece dei crateri da impatto meteorico, comuni tra i corpi del Sistema Solare, la superficie di Io era butterata da crateri vulcanici! Le immagini pervenute da Io mostrano un mondo infernale: eruzioni, distese desolate di colore giallo dove le montagne si sollevano e si abbassano, all'incirca quotidianamente, anche di oltre 90 metri, caldere con imponenti colate di lava, pennacchi di gas velenosi, a forma d'ombrello, alti centinaia di chilometri che appaiono come zone luminescenti.
Eruzioni su Io

Le sfumature rosso-arancione di questa luna si distinguono nettamente dal colore grigio-neutro degli altri satelliti. La sua superficie, tormentata da ben 80 vulcani, appare, infatti, a chiazze gialle, brune e rosse: i colori dei minerali a base di zolfo. Inoltre, i gas e le polveri lanciati in orbita dalle eruzioni conferiscono al satellite un bagliore giallastro.

Che cosa succede, invece, sugli altri corpi del Sistema Solare?

La superficie dei pianeti rocciosi, dei loro satelliti e dei corpi minori è disseminata di crateri da impatto, dovuti alla collisione di meteoriti vaganti nello spazio. Ma ci sono alcune eccezioni. La superficie del pianeta Marte, nel corso della sua storia geologica, non è stata interessata solo da impatti meteorici, ma anche da un'antica attività vulcanica. Marte possiede, infatti, il più grande vulcano a scudo del Sistema Solare: il Monte Olimpo, largo 600 chilometri e alto 26 chilometri! I flussi di lava del Monte Olimpo risalgono approssimativamente a un'età compresa tra i 20 e i 200 milioni di anni e rappresentano, forse, l'ultimo respiro del pianeta Marte. I vulcani a scudo giganti di Marte, i più grandi di tutto il Sistema Solare, sono molto giovani: si sono formati tra 1 e 2 miliardi di anni fa, dunque ben dopo la nascita del Sistema Solare avvenuta circa 4,5 miliardi di anni fa.

La caldera del Monte Olimpo
Sulla superficie del "pianeta rosso" sono presenti altri grandi edifici vulcanici, apparentemente inattivi, assai più alti dei maggiori vulcani terrestri. Sono soltanto vecchi crateri, alcuni con tracce d'erosione, altri circondati da colate fangose, indice di smottamenti di fango impregnati d'acqua. Il vulcanismo marziano è stato generato da "punti caldi", fessure che permisero al calore interno del pianeta di raggiungere la superficie, ma che si esaurirono, sembra, con il graduale raffreddamento dell'interno del pianeta stesso.

Nonostante l'impenetrabilità misteriosa, anche sulla superficie del pianeta Venere sono state rinvenute tracce di vulcanismo estinto. Soltanto con il potente radar della sonda Magellano è stato possibile eseguire studi dettagliati del suolo, resi difficili dalla coltre nuvolosa opaca che circonda completamente il pianeta. Venere, infatti, è nascosto da un'atmosfera di anidride carbonica e da dense nubi composte da acido solforico. La spessa nebulosità, per effetto serra, innalza la temperatura della superficie del pianeta fino a 482 °C, rendendola paradossalmente più calda di quella di Mercurio, il pianeta più vicino al Sole. Per Venere, come per Marte, i vulcani sono probabilmente associati a "punti caldi", analoghi ai "punti caldi" terrestri che hanno dato origine ai vulcani delle Hawaii o a quelli della zona di Tharsis su Marte. Un esempio peculiare è il vulcano a scudo Monte Sif, di 300 chilometri di diametro, sulla cui sommità è stata rilevata una formazione tipo caldera del diametro di 40-50 chilometri.
I monti Sif e Gula su Venere

Dal pianeta più caldo passiamo al più freddo, ai confini del Sistema Solare. Tritone, nella mitologia greca figlio di Poseidone (Nettuno), dio del mare, è il più grande degli otto satelliti del pianeta Nettuno. È un freddo mondo, lontano dalla nostra stella 30 volte la distanza Terra-Sole. È stato esplorato per la prima volta dalla sonda Voyager 2 il 25 Agosto 1989. È il corpo celeste più freddo del Sistema Solare: al suolo raggiunge la temperatura di -235 °C. Le strutture più interessanti della sua superficie, ricoperta di ghiaccio per il 25% e per il resto da materiale roccioso, sono rappresentate dai vulcani ghiacciati. Le eruzioni, costituite probabilmente da azoto liquido, da polveri e da composti di metano provenienti dall'interno del satellite, si suppone siano provocate dal riscaldamento stagionale dovuto al Sole. Infatti, l'energia solare, riscaldando le riserve sotterranee di azoto liquido che alimentano i geyser superficiali, provoca la violenta espulsione dei gas.

DIDATTICA DELL'ASTRONOMIA: IL SISTEMA SOLARE IN 3-D

12 ore di laboratorio "fai-da-te" per costruire il Sistema Solare , quarta elementare all'Istituto Sociale dei Padri Gesuiti.
L'astronomia è una scienza assai antica: prima ancora di conoscere la scrittura, l'uomo sapeva "leggere" il cielo per orientarsi e per organizzare il proprio lavoro agricolo.

Eppure spesso, nel contesto scolastico attuale, la scienza del cosmo sembra non trovare posto se non con un oscuro nozionismo, in netto contrasto con ciò che diceva Galileo: "I nostri discorsi hanno a essere sopra un mondo sensibile e non sopra un mondo di carta".

È possibile, invece, in questa disciplina, intervenire con finalità concrete, attraverso una corretta organizzazione delle attività pratiche, proponendo requisiti teorici molto semplici e rispettando le differenti capacità e motivazioni dei bambini in relazione alle loro esperienze.

La ricerca e la scoperta, attraverso le domande scaturite dalla curiosità dei bambini, conducono a una presa di coscienza del mondo in cui essi vivono, per mezzo di un approccio scientifico coadiuvato dall'intervento dell'adulto.

I bambini s'identificano ben presto con la figura dello "scienziato": imparano a pensare formulando teorie, a darsi ragione dei fenomeni, a capire che, come essi si pongono continue domande cercando delle risposte, così anche la scienza si confronta con sempre nuovi interrogativi.

Il progetto svolto in una quarta elementare ha avuto come obiettivo uno studio "attivo" del Sistema Solare, attraverso la costruzione in tre dimensioni dei pianeti e la loro giusta collocazione all'interno del sistema planetario.

Affrontato con linguaggio semplice, utilizzando pochi dati sostanziali, gli alunni hanno acquisito una conoscenza schematica, ma rigorosa, degli aspetti fondamentali dell'astronomia planetaria. In particolar modo, la finalità del progetto è stata quella di far comprendere agli alunni le differenze ed eterogeneità esistenti tra i corpi celesti che compongono il Sistema Solare, mediante lo studio delle loro caratteristiche intrinseche.

Nella realizzazione di tale progetto, la consonanza tra l'aspetto teorico, prima, e quello pratico, poi, ha favorito il miglioramento delle capacità comunicative degli alunni.

Gli obiettivi del progetto si sono concretizzati nell'acquisizione di nuovi concetti, quali le differenti morfologie dei corpi del Sistema Solare, le loro dimensioni e posizioni relative; nella sperimentazione di nuovi metodi per l'apprendimento e la comunicazione, attraverso la comprensione della spiegazione scientifica e la successiva esposizione dei concetti acquisiti; nel potenziamento delle capacità creative individuali. Il laboratorio si è svolto adottando un metodo teorico-sperimentale, due aspetti, questi, profondamente legati tra loro.

Il laboratorio è stato realizzato in dodici ore non consecutive, suddivise in tre fasi:

-- la prima, teorica: tenendo presente la capacità di astrazione dei bambini, questa fase è stata realizzata con il supporto di diapositive e si è conclusa con la compilazione di schemi e tabelle.

-- la seconda, pratica: questa fase, da considerarsi complementare a quella teorica, si è svolta raggruppando gli alunni in piccoli gruppi. I concetti teorici acquisiti nella prima fase si sono trasformati nella realizzazione pratica, in tre dimensioni, dei pianeti, utilizzando materiale a basso costo (carta di giornale, carta crespa colorata, plastilina, pennarelli, colla, forbici). In questa fase, l'alunno ha "messo insieme", attraverso l'esperienza pratica, i dati teorici acquisiti con una partecipazione attiva e creativa.

-- la terza, di supporto: questa fase ha utilizzato il sussidio multimediale (computer e videocassette), utile per avere un riscontro visivo.

Prima fase (tempo necessario: una mattina, dalle 8,30 alle 12,30)

Mediante la proiezione di immagini, strumento principale per l'esposizione teorica, sono state analizzate le diversità intrinseche dei pianeti e si è giunti alla stesura di una scheda riassuntiva per ciascun pianeta. In primo luogo, è stata sottolineata la differenza strutturale esistente tra una stella e un pianeta. Poi è stato dato ampio spazio all'"osservazione" delle caratteristiche morfologiche di ciascun pianeta, ai differenti colori che contraddistinguono le loro superficii, motivando le cause che hanno forgiato e plasmato ambienti così diversi tra loro. Il confronto tra il mondo terrestre e quello degli altri pianeti ha agevolato la comprensione e la memorizzazione delle loro differenti caratteristiche e soprattutto ha messo in evidenza l'unicità dell'ambiente terrestre rispetto a quello del tutto inospitale degli altri corpi celesti. Le schede compilate dagli alunni per ciascun pianeta sono state articolate nei seguenti punti:

*caratteristiche della superficie

*tipo di atmosfera

*temperatura al suolo

*curiosità morfologiche

*distanza dal Sole

Quest'analisi ha fornito agli alunni le informazioni necessarie per poter affrontare la seconda fase: la costruzione del Sistema Solare.

Seconda fase (tempo necessario: una mattina, dalle 8,30 alle 12,30)

È stata messa in atto la vera e propria realizzazione tridimensionale dei modellini planetari, rispettando le "dimensioni", ossia la misura in scala del diametro di ciascun pianeta, e le loro distanze dal Sole. Lo studio delle "peculiarità" del Sistema Solare ha indotto ad utilizzare due scale autoconsistenti di rappresentazione: una per le dimensioni intrinseche del Sole e dei pianeti, l'altra per le loro distanze reciproche:

Costruendo i modellini tridimensionali, sono state riprodotte le caratteristiche della superficie dei vari pianeti, dando risalto all'"unicità" della Terra, per la sua bellezza e armonia e per il perfetto equilibrio del suo ecosistema, da curare e difendere! Per la realizzazione di questi modellini sono state utilizzate palline di polistirolo, palline da ping pong, plastilina, carta di giornale e carta crespa.

Mercurio è stato colorato di giallo a puntini per via della sua superficie assai craterizzata; Venere di giallo-marrone con nuvole chiare realizzate con la carta crespa; la Terra ha assunto i colori azzurro e marrone degli oceani e dei continenti, rispettivamente, e le è stata affiancata la sua inseparabile compagna, la Luna (unite insieme da uno stuzzicadenti); Marte è stato colorato di rosso e "deturpato" da una grande cicatrice, la "Valle Marineris". I pianeti giganti sono risultati più ... impegnativi: l'immenso Giove è stato modellato con carta di giornale, foderato di carta crespa a strisce gialle e marroni e corredato di macchia rossa; Saturno è stato costruito con lo stesso metodo e circondato dai suoi anelli, concentrici e complanari, ritagliati nel cartoncino e colorati. Per Urano, Nettuno e Plutone è stata utilizzata carta crespa colorata in azzurro.

Terza fase (tempo necessario: 4 ore non consecutive)

In quest'ultima fase, con il sussidio di un videoproiettore, del collegamento ad Internet e di programmi di simulazione, sono stati approfonditi e completati, a volte con effetti spettacolari, gli argomenti di astronomia trattati, nel tentativo di rendere il cielo molto più "vicino" alla realtà quotidiana dei bambini.

La multimedialità invita, infatti, la percezione a divenire più dinamica, attivando un modo primario di apprendimento. L'unità didattica si è conclusa facendo compilare agli alunni delle schede di verifica, allo scopo di ripercorrere e sintetizzare le varie fasi del laboratorio svolto e di evidenziare i collegamenti con le altre discipline scolastiche.

L'astronomia, infatti, ha una forte valenza metodologica, poiché consente di "avvicinare" argomenti molto complessi appartenenti ad altre discipline, come la fisica (il concetto di temperatura e di forza di gravità), la matematica (la misura delle lunghezze, il concetto di proporzione, di riduzione in scala delle distanze, le equivalenze tra le diverse unità di misura), la geologia (l'osservazione delle morfologie superficiali dei pianeti), la biologia (le condizioni climatiche e le possibilità di vita), la tecnologia dell'informazione e della comunicazione (l'elaborazione al PC di immagini e testi), la storia (la mitologia).

A tale proposito è stato dato ampio spazio alla discussione, al fine di avvicinare i giovani studenti alla comprensione del metodo di lavoro utilizzato. In quest'ambito sono state fornite istruzioni e regole, ed è stato proposto come metodo per imparare attraverso l'esperienza diretta, quello seguito per l'attività didattica del progetto, basato sulla metodologia dell'osservazione e del calcolo: "osservo-sperimento, confronto, verifico-deduco". La naturalezza con cui si è svolta la discussione finale, ma non meno la precisione riscontrata nella compilazione delle schede di verifica da parte degli alunni, sono state la conferma di un corretto conseguimento degli obiettivi. Lo stupore e la fantasia, unite all'entusiasmo dei bambini, sono stati considerati elementi fondamentali per il successo dell'apprendimento.

Le attività che impegnano attivamente un bambino nella fase di apprendimento devono poter essere divertenti e coinvolgenti al fine di garantire la buona riuscita dell'insegnamento.

Educare non è "mettere dentro", ma "tirare fuori", e qual è il miglior modo se non l'utilizzo del gioco, attraverso il quale il bambino misura le proprie capacità di apprendimento? Il bambino gioca per costruire e fare suo il mondo che lo circonda: in altre parole, attraverso il gioco egli pensa ed elabora i suoi concetti.

Come scrisse il pedagogista Laeng, "Il gioco insegna a muoversi, ad immaginare, pensare" ...