Aristarco di Samo

Mega ciao!
Prima di addentrarci di nuovo nei meandri della gravitazione e delle leggi di Keplero, voglio parlarvi di un grande astronomo: Aristarco di Samo. Vissuto tra il 310 e il 230 a.C., Aristarco è stato il primo a capire che la Terra non si trova al centro dell’Universo. Lui ipotizzò che fossero il Sole ed il cielo delle stelle fisse ad essere immobili, mentre la Terra orbitava attorno alla nostra stella. Una delle cose più interessanti che l’astronomo ha fatto è stata calcolare il rapporto tra le distanze Terra-Sole e Terra-Luna, usando semplici argomenti di trigonometria. La misurazione viene fatta quando la Luna si trova al primo quarto, momento in cui l’angolo α (cioè l’angolo tra Terra-Luna-Sole) è di 90°. Conoscendo l’angolo γ (87°), abbiamo che


sin(α-γ)=sin(3°)=TL/TS,

dove sin sta per la funzione seno, TL è la distanza Terra-Luna e TS è la distanza Terra-Sole. Aristarco trovò in questo modo un rapporto tra le distanze TL e TS di 1/19. Questo vuol dire che la distanza Terra-Sole è 19 volte più grande di quella Terra-Luna. Il calcolo è sbagliato (nel 300 a.C. non avevano ancora gli strumenti per fare questo tipo di misurazioni in modo preciso), ma il procedimento è giusto. Aristarco era veramente un genio!
Oggi sappiamo che il rapporto tra le due distanze vale:


TL/TS=1/400.


A presto!

Sara

Aristarco di Samo

Cotone e patate lunari

Mega ciao!
Qualche settimana fa vi avevo parlato della prima sonda atterrata sulla superficie della faccia nascosta della Luna: la Chang’e4. Abbiamo visto che il lander aveva una camera contenente semi e uova di insetti, perchè uno degli obiettivi della missione è quello di creare un piccolo ecosistema. All’interno della camera del lander le condizioni atmosferiche sono uguali a quelle terrestri. L’unica differenza è la forza di gravità, che sulla Luna è inferiore rispetto a quella sulla Terra. L’esperimento include sei tipi di organismi tra cui patate (Mark Watney ci insegna che possono crescere ovunque, giusto Francesca Dal Pozzolo?), cotone e uova di mosche. Dalla foto qui sotto potete vedere che cotone e patate effettivamente sono germogliati! Che bomba! Quindi adesso sono due i corpi del Sistema Solare in cui crescono piante: la Terra e la Luna. I germogli produrranno ossigeno tramite la fotosintesi clorofilliana, che servirà in caso nascano le mosche. Le mosche invece produrranno anidride carbonica. Lo studio dell’ecosistema così creato permetterà di capire se queste piante possono essere utilizzate per fornire ossigeno in missioni di lunga durata con equipaggio umano. Restiamo dunque in attesa che nascano le mosche.
A presto!

Sara

Germogli lunari (Image credit: Chang’e4)
Mosca della frutta

La legge di gravitazione universale

Mega ciao!
Torniamo al nostro buon vecchio Sir Isaac Newton. Abbiamo visto come ha scoperto la forza di gravità (ricordate il bernoccolo che gli ha procurato la mela?), oggi vedremo una delle sue più grandi scoperte: la teoria della gravitazione universale. Newton si è reso conto che è proprio la forza di gravità a tenere i pianeti in orbita attorno al Sole. In che modo? Prendiamo per esempio il Sole e Giove. La forza di attrazione gravitazionale tra questi due oggetti è direttamente proporzionale al prodotto tra le loro masse ed inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. Quindi, come potete vedere dall’immagine qui sotto, F=G*m(_1)*m(_2)/(d^2), dove m(_1) è la massa di Giove, m(_2) è la massa del Sole, d è la distanza e G è la costante di gravitazione universale.
Ci sono degli elementi interessanti che derivano da questa formula:
– la forza di gravità è solo attrattiva, al contrario della forza elettrica che può essere sia attrattiva che repulsiva;
– la forza di gravità non può essere schermata;
– maggiore è la distanza tra i due corpi, minore sarà la forza che eserciteranno l’uno sull’altro;
– la forza di gravità è una forza di tipo centrale, cioè partendo dal Sole si propaga in ogni direzione ed ha la direzione del raggio vettore che collega il Sole all’altro corpo considerato;
– la distanza che compare nella formula è quella tra i centri dei due corpi;
– possiamo considerare la massa come concentrata nel centro dell’oggetto, quindi consideriamo i corpi come puntiformi;
– da questa formula è possibile ricavare l’accelerazione di gravità su un determinato pianeta: basta eguagliare il peso di un corpo alla legge di gravitazione universale. Quindi se consideriamo Luke Skywalker (di massa m) sul pianeta Tatooine (di massa M) ci basta porre: P=F –> m*g=G*m*M/(r^2), dove r è il raggio del pianeta. Da qui si vede che la massa di Luke si semplifica, per cui resta l’accelerazione di gravità, g=G*M/(r^2) .
Ultima cosa da non dimenticare mai: è solo la forza di gravità a tenere i pianeti ad orbitare attorno al Sole, non ci sono altre forze in gioco!
Come si derivano le leggi di Keplero dalla teoria della gravitazione universale?
Lo scopriremo nella prossima puntata.
A presto!

Sara

Leggi di Keplero

Mega ciao!
La forza di gravità, oltre a tenerci ancorati alla Terra, descrive le orbite dei pianeti attorno al Sole. Le leggi del moto dei pianeti sono state enunciate dall’astronomo tedesco Giovanni Keplero ed hanno successivamente trovato conferma nella teoria della gravitazione universale di Newton. Ma cosa dicono le tre leggi?
1 – i pianeti orbitano attorno al Sole secondo un’orbita ellittica di cui la nostra stella occupa uno dei fuochi;
2 – il raggio vettore che collega il pianeta al Sole spazza aree uguali in tempi uguali. Nell’immagine qui sotto le aree A(1) e A(2) sono uguali. Questo significa che visto che in A(2) il pianeta deve percorrere un tratto di orbita più lungo rispetto a quando si trova in A(1), in A(2) dovrà andare più veloce. Dunque la velocità del pianeta varia a seconda del punto in cui si trova;
3 il quadrato del periodo di rivoluzione, P, (cioè il tempo che il pianeta impiega per compiere un’orbita completa) del pianeta attorno al Sole è proporzionale al cubo del semiasse maggiore, a, dell’orbita: P^2 = k*(a^3). La cosa interessante è che la costante di proporzionalità k è uguale per tutti i pianeti. Questo ci dice quindi che più grande è il semiasse maggiore dell’orbita, più lungo sarà il periodo di rivoluzione del pianeta.
Per esempio, la Terra, che ha un semiasse maggiore dell’orbita di circa 150 milioni di km, ha un periodo di rivoluzione di circa 365 giorni. Mercurio, che si trova molto più vicino al Sole rispetto alla Terra (con un semiasse maggiore di circa 58 milioni di km), impiega solo 88 giorni a compiere un’orbita attorno al Sole (quindi Babbo Natale ci mette molto meno tempo a tornare). Invece Saturno, che è molto più lontano (circa 1 miliardo e 433 milioni di km), impiega 10756 giorni (ovvero 29,45 anni…insomma qui è meglio non trasferirsi altrimenti Babbo Natale ci mette troppo tempo a ripresentarsi con il suo mitico sacco pieno di regali).
Ora siamo pronti per affrontare la teoria della gravitazione universale.
To be continued….

Sara

Schio Ultima Frontiera – Seconda edizione

Mega ciao!
Stiamo preparando per voi una nuova serie di eventi astronomici. Ricordate che nel 2017 vi avevamo proposto un bel ciclo di conferenze? Quest’anno facciamo il bis! Arriva “Schio Ultima Frontiera – seconda edizione”. La prima conferenza sarà tra meno di un mese: l’8 febbraio tornerà il Prof. Enrico Maria Corsini che ci parlerà della Luna in una conferenza dal titolo “Il volto di Selene: mappe lunari nella scienza e nell’arte”.
A breve pubblicheremo il manifesto con tutte le date. Continuate a seguirci.
A presto!

Sara

La forza di gravità

Mega ciao!
Andiamo di male in peggio! Secondo i terrapiattisti la forza di gravità non esiste (rileggendo lentamente questa frase potrete sentire il vostro stomaco rivoltarsi e dichiarare sciopero). La forza di gravità è quella che ci tiene ancorati alla Terra, che tiene il nostro pianeta in orbita attorno al Sole, il Sole in orbita attorno al centro della Via Lattea, la Via Lattea legata alle galassie del Gruppo Locale e in avvicinamento alla galassia di Andromeda (tra circa 6 miliardi di anni le due galassie entreranno in collisione), il Gruppo Locale in moto verso l’Ammasso della Vergine e tutto questo sistema in rotta verso il Grande Attrattore. Ma cos’è e da dove arriva la forza di gravità? C’era una volta un fisico ed astronomo di nome Sir Isaac Newton, un tipo veramente forte che sfornava nuove scoperte ogni altro giorno. La leggenda narra che si trovasse a riposare sotto una pianta quando all’improvviso gli cadde una mela in testa. A quel punto balzò in piedi ed esclamò: “Ma guarda un po’! Tutti gli oggetti lanciati in aria sono destinati a cadere sul nostro pianeta, quindi ci dev’essere una forza che ci tiene ben ancorati alla Terra. La chiamerò forza di gravità”: Ricordate le tre leggi della dinamica di Newton? Lui diceva che:
1 – un corpo mantiene il suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme, cioè con velocità costante, a meno che non intervenga una forza ad agire su di esso;
2 – la forza esercitata su un corpo è uguale al prodotto tra la sua massa e l’accelerazione (F = m*a);
3 – ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria.
Adesso a noi interessa la seconda legge di Newton combinata con la scoperta della forza di gravità. Il buon vecchio Isaac ci dice che il peso di un corpo, ovvero la forza con cui il corpo è attirato dal pianeta su cui si trova, è data dal prodotto tra la massa dell’oggetto e l’accelerazione di gravità (g) del pianeta: P = m*g. Questo ci dice una cosa importantissima: la massa ed il peso di un oggetto sono due cose diverse. Infatti la massa è una sua proprietà intrinseca, cioè è uguale in ogni punto dell’Universo in cui si trova, mentre il peso cambia a seconda della forza di gravità del pianeta/satellite/stella su cui si trova. Per esempio, un corpo di massa 3 kg peserà 29,43 N sulla Terra (dove g = 9,81 m/s^2), mentre peserà 74,37 N su Giove (dove g = 24,79 m/s^2).
La scoperta della forza di gravità ha portato Newton a formulare la teoria della gravitazione universale.
To be continued…

Sara

Il suicidio della scienza: la teoria pac man

Mega ciao!
Torniamo al problema che affligge da un po’ la nostra società e che sta facendo rivoltare nella tomba Galileo, Keplero, Copernico, Einstein, Newton, Aristarco e un po’ tutti gli scienziati passati in generale: il terrapiattismo. Come sapete c’è questo “geniale” gruppo di persone (ahimè sono sempre di più) che pensano che la Terra sia piatta (solo a dirlo sento il ribrezzo che sale). Quindi il nostro pianeta sarebbe un disco sospeso nello spazio. Il primo problema sorge quando qualcuno va a farsi il giro del mondo in solitaria in barca a vela. Ovviamente questa persona vi dirà che la Terra deve essere per forza una sfera, in quanto non ha dovuto invertire la rotta per tornare al punto di partenza e che non è precipitata dal bordo di nessun disco. Per far tornare le cose i terrapiattisti si sono inventati la teoria pac man (vi ricordate il videogioco?). Qui si dice che la Terra è un disco piatto che presenta ai suoi estremi dei wormhole, cioè dei tunnel nell’iperspazio che sono in grado di collegare due punti lontani tra di loro (questi oggetti sono previsti dalla teoria della relatività). Quindi una volta arrivato all’estremità del disco, il nostro eroe in barca a vela senza accorgersi di niente entra nel wormhole e si ritrova subito all’estremità opposta. Ecco credo che, dopo aver sentito che il suo nome è stato usato per una teria del genere, pac man si sia suicidato schiantandosi contro un fantasmino. Direi che per oggi vi ho sconvolti abbastanza. Nei prossimi giorni prometto di parlare solo di Terra sferica.
A presto!

Sara

Ultime dal Sistema Solare

Mega ciao!
Vi ricordate che qualche anno fa la sonda Rosetta è arrivata sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko e si è trovata di fronte ad un corpo non regolare come si pensava? In pratica possiamo dire che la cometa assomiglia ad un gigantesco bagigio spaziale. Ebbene la NASA ha trovato un secondo bagigio nello spazio proprio in questi giorni: Ultima Thule (immagine ripresa dalla New Horizons). Questo è un oggetto situato nella fascia di Kuiper, ovvero in quella cintura di asteroidi e comete presente oltre Nettuno e che si estende fino a circa 1000 Unità Astronomiche di distanza dal Sole. Ultima Thule, il cui nome significa “oltre il mondo conosciuto”, si trova ad una distanza di circa 6,5 miliardi di chilometri dal Sole, cosa che lo rende il più lontano oggetto del Sistema Solare ad essere stato esplorato da vicino. Attenzione però: alcuni giornali scrivono che Ultima Thule si trova ai confini del Sistema Solare (i miei neuroni si sono suicidati quando l’ho letto). Non è vero! I confini del nostro sistema sono molto più lontani! Pensate che la Voyager non c’è ancora arrivata! Tornando a cose serie: immagino sappiate tutti chi sono i Queen, il mitico gruppo composto da Freddie Mercury, Brian May, Roger Taylor e John Deacon. Brian May ha pubblicato un nuovo singolo dedicato proprio alla missione New Horizons ed al suo arrivo su Ultima Thule #mitico (vi lascio il link qui sotto).
Altra notizia fresca fresca: l’uomo è di nuovo sulla Luna! I cinesi stamattina hanno fatto atterrare la sonda Chang’e4 sul lato oscuro del nostro satellite, in particolare nel cratere Von Kàrmàn (vedi foto). La Chang’e4 è la prima navicella ad atterrare sul lato oscuro della Luna, fotografato per la prima volta dalla sonda sovietica Lunik 3 nel 1959. Una curiosità è che oltre ai soliti strumenti (fotocamere, spettrometri, radar…) la sonda contiene anche semi di piante e uova di insetti per vedere se possano svilupparsi in un ambiente (camera del lander) in cui le condizioni sono uguali a quelle che troviamo sulla Terra, a parte la forza di gravità. Ne vedremo di sicuro delle belle.
A presto!

Sara

https://www.youtube.com/watch?v=j3Jm5POCAj8

Ultima Thule (credit: NASA)

Cratere Von Kàrmàn

Eclissi totale di Luna

Mega ciao!
Per cominciare alla grande il 2019 vi segnalo un fantastico evento astronomico: il 21 gennaio sarà visibile un’eclissi totale di Luna! Questo fenomeno si verifica quando la Terra si trova tra il Sole e la Luna, il nostro satellite si trova in uno dei nodi (cioè in uno dei punti di intersezione tra la nostra orbita e la sua) ed entra nel cono d’ombra proiettato dalla Terra. La Luna si ritrova quindi ad assumere un bel colore rosso. Occhio che il colore rosso non è dovuto a Marte! Adesso alcuni di voi si staranno chiedendo perchè ho nominato il pianeta su cui Elon Musk (sempre sia lodato) vuole costruire una colonia. Ebbene, ricordate l’esclissi di Luna del 27 luglio? Alcuni giornali hanno scritto che la Luna è diventata rossa perchè stava riflettendo la luce di Marte. Quando l’ho letto non sapevo se spararmi o dar fuoco al giornale…nel dubbio chiederò ad Elon di regalarmi un lanciafiamme (si, Elon Musk, oltre ad aver fondato Space X, ha fondato un’azienda che produce lanciafiamme #dracarys). Torniamo all’esclissi del 21 gennaio. Per poterla ammirare dovrete alzarvi molto presto o, in alternativa, non andare a dormire e fare una maratona di film a tema spaziale: la Luna entrerà nella penombra alle 3:36 del mattino, la totalità sarà raggiunta alle 5:41 ed il massimo dell’esclissi sarà alle 6:12. L’eclissi durerà fino alle 8:48, momento in cui la Luna uscirà dalla penombra.
A presto!

Sara

L’oroscopo serio

Mega ciao!
Ripresi dai festaggiamenti? Il 2019 è cominciato e, come ogni gruppo astronomico che si rispetti, partiamo anche noi con l’oroscopo (quello serio). Tutti pronti? Partiamo:
– CAPRICORNO: le stelle ed i pianeti non influenzeranno in alcun modo la vostra vita;
– ACQUARIO: i pianeti e le stelle non influenzeranno in alcun modo la vostra vita;
– PESCI: le stelle e i pianeti non influenzeranno in alcun modo la vostra vita;
– ARIETE: i pianeti e le stelle non influenzeranno la vostra vita in alcun modo;
– TORO: le stelle ed i pianeti non influenzeranno in alcun modo la vostra vita;
– GEMELLI: i pianeti e le stelle non influenzeranno la vostra vita nemmeno se li pregherete;
– CANCRO: le stelle ed i pianeti non influenzeranno la vostra vita neanche lontanamente;
– LEONE: i pianeti e le stelle vi lasceranno vivere anche quest’anno senza influenzare minimamente la vostra vita;
– VERGINE: nemmeno la vostra vita sarà influenzata da stelle e pianeti;
– BILANCIA: la vostra vita non sarà nemmeno lontamente influenzata da stelle e pianeti, nemmeno se farete appello al lato oscuro della forza e vi arruolerete nell’esercito dell’Impero;
– SCORPIONE: le stelle ed i pianeti non influenzeranno la vostra vita in alcun modo;
– OFIUCO (eh già…le costellazioni dello zodiaco sono 13): pur essendo estremamente dispiaciuti del fatto che nessun oroscopo vi nomina mai, nemmeno la vostra vita sarà influenzata da stelle e pianeti;
– SAGITTARIO: i pianeti e le stelle non influenzeranno la vostra vita nemmeno se invocherete l’intervento di Ra.

Abbiamo quindi visto che anche quest’anno alle stelle, ai pianeti ed all’Universo in generale non importa assolutamente niente delle vostre vite. L’unica cosa che le stelle hanno fatto e che, in qualche modo, ci è stata d’aiuto è questa: miliardi di anni fa, molto prima che si formasse la Terra, la prima generazione di stelle della nostra galassia è esplosa. Il loro materiale è andato a formare nebulose, ovvero nuvolette di gas e polvere situate nello spazio interstellare. Da una di queste si è formato il Sole e dal disco protoplanetario attorno ad esso si sono formati 8 pianeti. Uno di questi è la Terra. Qualche tempo dopo si è sviluppata la vita, sono comparsi i dinosauri, i dinosauri si sono estinti e l’evoluzione ha portato alla nascita dell’uomo. L’essere umano è fatto del materiale di cui era formata la nebulosa generata dall’esplosione di altre stelle. Quindi possiamo dire che, a tutti gli effetti, noi siamo polvere di stelle (“We are made of starstuff” cit. Carl Sagan).
Buon Anno a tutti!

Sara