La "scoperta" delle onde gravitazionali

Gira la “notizia” di una possibile scoperta di onde gravitazionali, la cui esistenza è prevista a livello teorico dalla relatività generale di Einstein. Queste onde dovrebbero essere prodotte quando due corpi celesti di grandissima massa, per esempio due stelle di neutroni, si avvicinano e collidono. È una previsione della relatività generale non ancora confermata. Negli scorsi giorni si è diffusa la voce che un esperimento, il LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), abbia rilevato queste onde. La voce si basa su due tweet del fisico Lawrence Krauss.

Notate la diversa dimensione del font nell'annuncio e nella precisazione. Questo è tipico di certi media che "sparano" la notizia in prima pagina e poi mettono la rettifica in un trafiletto delle ultime pagine. Dal punto di vista scientifico, per ora, la credibilità è zero. Sarà necessaria la pubblicazione di un articolo sottoposto alla comunità scientifica per poter affermare di aver rilevato le onde gravitazionali.
Per capire perché si pensa che vengano generate queste onde si può ricorrere all'analogia tra elettromagnetismo e gravità (le cose sono un po' più complicate, ma ci possiamo accontentare). La legge della gravitazione di Newton si esprime nel seguente modo

F = - G m₁ m₂ / r²

mentre la legge di Coulomb che esprime l'interazione tra due cariche elettriche ha la forma

F =  k q₁ q₂ / r²

Visto che le equazioni sono simili, anche i fenomeni descritti da esse devono essere simili. Dalle equazioni dell'elettromagnetismo derivano le onde elettromagnetiche: forno a microonde, lastre, telefonini, tanto per citare solo alcune applicazioni. Quindi le equazioni per la gravità devono implicare la produzione di onde, le onde gravitazionali appunto. Per scoprire perché sia tanto difficile rivelarle, provate a confrontare la forza gravitazionale e quella elettrica tra un protone e un elettrone all'interno di un atomo di idrogeno, sostituendo i seguenti valori nelle espressioni:
G = 6,67 * 10^-11 N m²kg^-2
k = 9 * 10⁹ N C²kg^-2
m₁ = 1,67 * 10^-27 kg
m₂ = 9,1 * 10^-31 kg
q₁ = 1,6 * 10^-19 C
q₂ = 1,6 * 10^-19 C
r = 5,3 * 10^-11 m
In un prossimo post descriverò i rivelatori italiani che ricercano onde gravitazionali. Uno di questi si trova a Frascati e, per quel che ne sappiamo, è l'oggetto macroscopico più freddo dell'universo!

Corea del Nord e bomba H

Il 5 gennaio, intorno alle 01:30 UTC, le stazioni di monitoraggio - circa due dozzine in Nord America, Asia ed Europa - hanno rilevato un movimento sismico. Hanno triangolato (problema: perché due stazioni sono insufficienti e ne servono tre?) il segnale come proveniente dagli altipiani del nord-est della Corea del Nord. E proprio nel momento in cui la nazione asiatica ha rilasciato un comunicato stampa trionfale, dichiarando di aver testato con successo la sua prima bomba all'idrogeno.

Facciamo prima un'analisi dal punto di vista fisico: potete leggere su Wikipedia la differenza tra bomba atomica (sezioni "Descrizione", "Storia" e "Principio di funzionamento") e bomba all'idrogeno (sezioni "Storia" e "Descrizione"). Per dare un'idea della differenza, la bomba atomica sganciata su Hiroshima il 6 agosto del 1945 era da 12,5 chilotoni. Un chilotone è l'energia liberata dall'esplosione di mille (chilo) tonnellate (ton) di tritolo (TNT). Quella bomba atomica provocò circa sessantamila 60.000 morti (il crollo delle torri del WTC dell'11 settembre 2001 provocò meno di 3.000 morti). Le bombe all'idrogeno invece, liberano diversi megatoni, ossia circa mille volte l'energia liberata dalle bombe atomiche!

Ecco perché la notizia ha gettato il pianeta nel panico. Ci sono però due aspetti da sottolineare. Il primo è che la Corea del Nord potrebbe aver simulato l'esplosione con grosse quantità di tritolo. Occorrerebbe analizzare la presenza (meglio, i rapporti) dei materiali radioattivi rilasciati dopo queste esplosioni. Non penso che Kim Jong-un permetterebbe un'analisi di questo tipo. Il secondo aspetto importante, riguarda il fatto che il solo possesso della bomba non implica la possibilità di poter sganciare l'ordigno su altre nazioni: la Corea del Nord non dispone di missili balistici intercontinentali.

Se avete domande sulla fisica delle bombe atomiche e delle bombe all'idrogeno, potete commentare  il post. Le analisi politiche invece, le lascio agli storici.

I problemi del millennio

Ho preparato delle slide sui problemi del millennio (4,09MB). Questa doveva essere la lezione speciale di fine anno per il 4SA. Forse non sarei riuscito a finire le slide in tempo: alla fine sono quarantotto! C'è una parte introduttiva sui problemi e poi sette capitoli, uno per ciascun problema. Potete vedere un problema alla volta; vi avverto che alcune parti potrebbero essere abbastanza ostiche. Per questo sto pensando di aggiungere l'audio e farle diventare un video-seminario o qualcosa di simile. Potete magari dare intanto un'occhiata in attesa che termini il lavoro. Fatemi sapere cosa ne pensate: punti poco chiari, errori di battitura, ecc. Buona ripresa delle lezioni.