martedì 22 gennaio 2013

Vele solari, Nube di Oort e Buchi neri: la scienza di "Tecniche di volo a vento solare"





http://ebrooks.it/tecniche-di-voloa-vento-solare/"Tecniche di volo a vento solare" è un racconto di Massimo Mongai, pubblicato da ebrooks  e disponibile in kindle su amazon
Si tratta di un e-libro di fantascienza "hard" in quanto basato e strutturato su premesse relativamente realistiche che naturalmente vengono sviluppate e portate agli estremi.
In questi casi è quindi possibile discutere dove arrivi la scienza, dove parta la fantascienza e dove  ci siano implausibilità, giocando con la pignoleria sapendo che comunque non inficia la godibilità del racconto. 
In questo spirito sono stato invitato da Leo Sorge a partecipare ad un incontro-scontro con l'Autore (qui il link) tra scienza  e fantascienza. Di seguito alcuni spunti e pignole puntualizzazioni sui  temi toccati dal racconto. 

Vele solari

Ikaros
Le vele solari sono  in grado di catturare la tenue ma costante pressione della radiazione elettromagnetica della nostra stella.  Le prime idee su questo mezzo di propulsione, reminiscente degli antichi viaggiatori che salpavano verso l’ingoto, risale ai primi decenni del XX secolo, ma il primo prototipo, IKAROS, fu realizzato dalla JAXA, l’agenzia spaziale giapponese solo nel 2010. 
La luce del sole è pressoché  costante in tutte le condizioni ed epoche, a parte minuscole variazioni legate alle macchie solari ed altre a lunghissimo termine in grado però di contribuire a cambiamenti climatici. La propulsione con vele solari dovrebbe è dunque una delle più tranquille e costanti, ma l'autore  la intreccia con quella a  vento solare, aggiungendo tempeste e perturbazioni degne di ogni vascello navale o spaziale. 

Il vento solare  è infatti costituito da protoni ed elettroniche lasciano la superficie solare con velocità di qualche centinaio   e talvolta migliaia di km al secondo. Questo flusso continuo di particelle è sempre mutevole, e della forma di una spirale di Archimede  a causa della rotazione di 27 giorni del sole attorno al proprio asse. I campi magnetici ed il flusso di particelle cariche - un vero e proprio gas superconduttore nello spazio -  si espandono nel sistema solare, dando luogo a zone calme, agitate, piccole e grandi onde d’urto. Vi sono poi gigantesche tempeste dovute alle eruzioni solari che emettono - tra l’altro- bolle di massa coronale in grado di  creare splendide aurore sui pianeti ma costituiscono un pericolo per i satelliti  e gli astronauti. 

La nube di Oort e la fascia di Kuiper


La fascia di Kuiper è composta da oggetti siti oltre Nettuno: si tratta di pianetini, rocce e comete. Tra questi è stato declassato (ingiustamente)  Plutone, una volta nono pianeta del sistema solare ed ora semplice oggetto  tra i circa 100,000  - di dimensioni superiori ai 100 km - che compongono questa fascia. Si ritiene che le comete di breve periodo, tra cui quella di Halley, abbiano origine da qui.
I rischi per il nostro sistema solare potrebbero un giorno venire da qui piuttosto che dalla nube di Oort, mille volte più lontana ed altrettanto più immensa. Si tratta di una nube sferica la cui esistenza non è stata ancora  provata,  di corpi celesti che si estendono presumibilmente per più di un anno luce. Da qui dovrebbero aver origine le comete di più lungo periodo come la Hyakutake.

Buchi neri e stelle di neutroni

Schwarzschild black hole
Lente gravitazionale di un buco nero
da qui

Questi sono da considerarsi dei cugini (piuttosto che l'uno discendente dall'altro) ognuno dei quali  si forma nell'esplosione di una supernova, quando una stella ha bruciato tutto il suo carburante nucleare. Se la massa è tra 1.4 e 2.32 masse solari si ha la formazione di una stella di neutroni mentre  sopra 2.32 masse solari si crea un buco nero. Sotto 1.4 masse solari abbiamo la formazione di una nana bianca, fato che attende il nostro sole tra quattro miliardi di anni circa.  





domenica 20 gennaio 2013

Laser ed ottica geometrica

Le leggi dell'ottica geometrica sono alla base del funzionamento di  ogni telescopio, macchina fotografica, specchio. Secondo questa formulazione semplificata la luce si propaga in maniera rettilinea; quando essa incontra un materiale  diverso   il raggio luminoso viene in parte riflesso    ed in parte rifratto.
L'angolo riflesso è lo stesso di quello incidente, quello rifratto si avvicina alla normale della superficie  se l'indice di rifrazione cresce. 
La legge di Snell descrive quantitativamente questo fenomeno: 

n_1 \sin\theta_1=n_2\sin\theta_2

dove n1 e theta1 sono gli indici di rifrazione e l'angolo di incidenza del mezzo 1 e n2 e theta2 sono gli indici di rifrazione del mezzo 2.

In foto è mostrata la riflessione e rifrazione di un puntatore laser nello stagno del Riken: in questo caso n1=1 (aria) ed n2=1.33 (acqua).
Il raggio rifratto si avvicina alla normale alla superficie perchè l'indice di rifrazione dell'acqua è maggiore di quello dell'aria (per inciso la velocità della luce nel mezzo scende con l'aumentare di n: nell'acqua il raggio si muove "appena" a circa 200,000 km/s).
La luce del raggio laser è visibile grazie alle molecole d'aria e polvere che ne assorbono parte dei fotoni e li riemettono in tutte le direzioni; nel vuoto il laser è invisibile, con buona pace degli effetti speciali dei film di fantascienza.
Inoltre poichè l'acqua è un mezzo circa 1000 volte più denso dell'aria, il raggio rifratto è più luminoso perché assorbe - e riemette -  più luce. 


Se invece il raggio luminoso ha  origine nell'acqua questo si allontana dalla normale quando prosegue nell'aria. Vi è quindi un un angolo limite  (seno(theta)= naria / nacqua = 48.7 gradi) in cui la luce si propaga parallelamente alla superficie: oltre questo valore la riflessione del raggio è totale e non vi è raggio rifratto. 
Ad esempio nella foto accanto, la luce del centro commerciale (sulla destra) entra nell'acquario ma non ne può uscire: il vetro sulla destra non è dunque trasparente ma può solo riflettere luce e le immagini dell'interno dell'acquario. 


Angolo limite (da qui)

venerdì 18 gennaio 2013

Facebook e la pubblicità con i morti.

Dalla non brillante quotazione in borsa, Facebook ha cercato di incrementare il suo valore e la quota di mercato della pubblicità con metodi 'poco ortodossi'. 
Se un tempo il "like" ad una pagina ne implicava la ricezione automatica di tutti i post, ora è necessario seguire una procedura farraginosa per esser sicuri di non perdere nessun aggiornamento dei nostri idoli del social network.
A  questa discutibile pratica sono  stati soggetti  anche "guru" come George Takei (Sulu di Star Trrek) che ha protestato più volte.
Questo è fatto  nel tentativo di incentivare ed  incrementare le inserzioni pubblicitarie a pagamento. Tuttavia i rapporti pubblicitari che FB fornisce ai propri inserzionisti possono essere inficiati dal fatto che molte delle visualizzazioni di pagina sono effettuate ad insaputa e spesso a scapito degli utenti. Ci sono "like" a formazioni politiche che i nostri amici non apprezzano, catene di fast-food apprezzate da vegetariani e marche di SUV che fanno brillare gli occhi di molti ambientalisti.

Questo comportamento passa dal fastidioso al macabro quando ci si imbatte post e "like" di colleghi purtroppo defunti, come nel caso mostrato accanto. Si tratta probabilmente un'app cui sono stati i privilegi di postare autonomamente e periodicamente sulla bacheca (Più probabilmente i privilegi "se li è presi" autonomamente), in maniera da essere visualizzata senza comparire come messaggio sponsorizzato. .
Tuttavia proprio ieri, 17/1 l'indecenza è aumentata ulteriormente: come si vede nella foto sotto,  un "mi piace" viene - secondo FB - espresso dalla persona defunta (o forse era preesistente ma comunque non doveva comparire in bacheca), e con l'occasione viene aggiunto un post  correlato, sempre nella forma insidiosa si pubblicità - se non subliminale - senz'altro disonesta. Inoltre - per rendere meno tracciabile ed evidente la cosa al proprietario dell'account - questo "post correlato" non compare in bacheca.


Tutto questo anche ad insaputa dell'inserzionista, che probabilmente ritiene di aver avuto un certo numero di like grazie alla sua campagna pubblicitaria.
Questa attività risulta evidente in questi tristi casi, ma è un classico esempio di "punta dell'iceberg" di una malapratica denunciata più volte da altri blog.