Il paradosso di Olbers risolto da Hubble

Veramente interessante la nuova rubrica inaugurata con il primo numero del 2013 della rivista Le Stelle, dedicata a domande di astronomia e astrofisica che a prima vista appaiono senza risposta e quindi “impossibili”. Questa la prima “domanda impossibile”: perché di notte il cielo è buio? a cui risponde Piero Galeotti, ordinario di Fisica Sperimentale all’Università di Torino e autore di alcuni libri e pubblicazioni scientifiche. Si tratta del celebre Paradosso di Olbers che nel 1826 cercò di dare risposta alla domanda: perchè di notte il cielo è buio nonostante sia popolato da un’infinità di stelle?
Dopo Keplero anche Edmond Halley nel 1720 cercò di risolvere il problema del buio della notte ipotizzando che le stelle non fossero distribuite in modo uniforme ma che, oltre una certa distanza dalla Terra, diventavano più rarefatte. Con questa spiegazione Halley conservava il modello di universo infinito (Newton) ma abbandonava l’idea che fosse omogeneo. Pochi anni dopo nel 1744, l’astronomo Jean Philippe Loys de Cheseaux diede un’altra spiegazione: egli ritenne che il cielo di notte è buio in quanto pur essendo l’Universo infinito e popolato in modo omogeneo di stelle la luce delle stelle più lontane non arriva a Terra perchè assorbita dalla materia interstellare. Su questa linea si mosse Olbers che nel 1826 propose che lo spazio non fosse vuoto e che enormi nubi di materia interstellare costituissero la causa del buio della notte. Ma assorbendo la luce delle stelle le nubi si sarebbero riscaldate fino a diventare esse stesse sorgenti luminose !
La spiegazione del paradosso di Olbers giunse nel 1929 quando Edwin Hubble scoprì che l’Universo è in espansione. Da questa scoperta ne consegue che l’Universo osservabile non è infinito ma ha avuto origine nel Big Bang e le sue dimensioni sono finite nello spazio e nel tempo., così come anche il numero di galassie non è infinito e il cielo notturno ci appare buio. Forse l’espansione dell’Universo – conclude Galeotti – avrebbe potuto essere ipotizzata almeno un secolo  prima ma i tempi non erano maturi. Tanto è vero che Einstein quasi un secolo dopo Olbers introdusse la costante cosmologica nella Teoria della Relatività Generale del 1916, proprio con lo scopo di mantenere l’Universo statico, in modo che le sue equazioni, che escludevano questa soluzione, fossero in accordo con il modello cosmologico del suo tempo.
Tratto da Le Stelle gennaio 2013 pagine 68 e 69

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NGC 1097 nella Fornace

Il telescopio spaziale Hubble della NASA ha fornito una spettacolare immagine di un anello ad alta formazione stellare che circonda il cuore della galassia spirale barrata NGC 1097. Nell’immagine pubblicata sul sito Skylive, la struttura maggiore della galassia è ben visibile; relativamente deboli bracci di spirale che circondano il nucleo in un abbraccio fino a raggiungere il bordo dell’immagine stessa.
La galassia si trova a 45 milioni di anni luce dalla Terra nella Fornace ed è una grande attrazione per gli astronomi. E’ una galassia di Seyfert: al suo centro, un buco nero di massa pari a 100 milioni di masse solari sta gradualmente aspirando materia. L’area che circonda il buco nero brilla della radiazione proveniente dal materiale in caduta.
L’anello intorno al buco nero è una regione molto attiva di formazione stellare proprio grazie al materiale che si dirige verso la barra della galassia. Queste regioni brillano grazie all’emissione dalle nubi di idrogeno ionizzato. L’anello abbraccia un’area di 5000 anni luce, sebbene i bracci di spirale si estendano per decine di migliaia di anni luce oltre queste.
NGC 1097 è anche una galassia interessante per i cacciatori di supernovae visto che ce ne sono state ben tre dal 1992 al 2003.
Oltre a tutto questo, la galassia ha due piccole galassie satelliti note come NGC 1097A, una ellittica a 42.000 anni luce dal centro della galassia maggiore, e NGC 1097B, una piccola galassia nana. Entrambe sono nascoste in questa immagine.
Fonte NASA (Skylive)

Il cielo nel mese di gennaio: costellazioni, pianeti e congiunzioni

Terra al perielio

Il giorno 3, alle ore 09:16, la Terra si trova nel punto più vicino al Sole nel corso della sua orbita, il perielio (0.983 AU). In genere si è portati a pensare che la Terra sia più vicina al Sole durante il periodo estivo per via del caldo, ma non è così. Questo perchè l’alternarsi delle stagioni non è dovuto alla variazione di distanza dalla nostra stella, bensì alla variazione dell’angolo di incidenza dei raggi solari sulla superficie terrestre nel corso dell’orbita. Il fenomeno è causato dall’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al piano orbitale.

Posizione dei pianeti

Per tutto il mese l’elusivo Mercurio è praticamente inosservabile. Nei primi giorni dell’anno sorge circa mezz’ora prima del Sole, quando il cielo sull’orizzonte orientale è già illuminato dalle luci dell’alba. Il pianeta si avvicina al Sole fino alla congiunzione del 18 gennaio. E’ necessario attendere qualche settimana per scorgerlo nuovamente nel cielo serale.

E’ ancora possibile osservare il luminosissimo pianeta prima dell’alba, ma per un intervallo di tempo che si riduce sempre più. A fine mese Venere sorge appena un’ora prima del Sole e ben presto la sua luce si perde tra i bagliori dell’alba quando è ancora basso sull’orizzonte a Sud-Est. Il 6 gennaio lascia la costellazione dell’Ofiuco ed entra nel Sagittario, che attraversa quasi per intero, avvicinandosi alla fine del mese al limite con il Capricorno.

Prosegue con estrema monotonia la situazione di semi-inosservabilità del pianeta rosso. Marte si trova, come già in tutta la seconda parte del 2012, molto basso sull’orizzonte occidentale. Quando comincia a calare l’oscurità si trova a poco più di 5° di altezza sull’orizzonte e in breve tempo tramonta. Nel corso del mese attraversa tutta la costellazione del Capricorno fino ad entrare negli ultimi giorni di gennaio nell’Acquario.

Dopo l’opposizione avvenuta il mese scorso l’osservabilità di Giove è ancora ottima. Per gran parte della notte lo si può pertanto osservare nella costellazione del Toro, dove si muove molto lentamente con moto retrogrado. Il giorno 30 inverte la marcia e ritorna al moto diretto. Al calare dell’oscurità Giove è già alto in cielo a Sud-Est e nel corso della prima parte della notte culmina a Sud. Sempre degni di nota i 4 satelliti galileiani (Io, Europa, Ganimede e Callisto), che si mostrano come piccoli puntini bianchi che danzano da un lato all’altro del pianeta sulla linea dell’equatore creando spettacolari configurazioni.

Il “Signore degli Anelli”, Saturno, anticipa sempre più il suo sorgere tanto che a fine mese è osservabile praticamente per tutta la seconda parte della notte e all’inizio dell’alba si trova già alla culminazione a Sud. Saturno si trova nella costellazione della Bilancia.

Nel corso del mese l’intervallo di osservabilità si riduce sensibilmente e a fine gennaio poco dopo il tramonto il pianeta si trova già a Sud-Ovest a poco più di 30° sull’orizzonte. Urano quindi già nel corso delle prime ore della notte si abbassa sull’orizzonte occidentale e anticipa sempre più il proprio tramonto. Urano si trova nella costellazione dei Pesci dove era entrato nel 2009. La luminosità di Urano è al limite della visibilità occhio nudo e per poterlo osservare è necessario l’uso di un telescopio.

Il pianeta ormai tramonta poco dopo il Sole e a fine mese rimane ben poco tempo per tentare di individuarlo sull’orizzonte occidentale. Nettuno si trova poco più in alto rispetto a Marte, difficilmente distinguibile tra le ultime luci del crepuscolo. Si avvicina appena alla soglia della percezione ad occhio nudo e per poterlo osservare l’ausilio di un telescopio rimane indispensabile. Nettuno si trova ancora nella costellazione dell’Acquario, dove è destinato a rimanere molto a lungo, fino all’anno 2022.

Congiunzioni

Luna-Saturno: prima dell’alba del 7 gennaio la Luna calante, ormai oltre la fase dell’Ultimo Quarto, incontra il pianeta Saturno nella costellazione della Bilancia.

Luna-Venere: il giorno 10, poco prima del sorgere del Sole sull’orizzonte orientale si può tentare di individuare un sottilissimo falcetto di Luna calante, ormai prossimo alla fase di Luna Nuova. La Luna al suo sorgere è seguita da Venere. I due astri si trovano nella costellazione del Sagittario.

Luna-Giove: il 20 gennaio, la Luna si trova in congiunzione con Giove, al centro di un campo stellare ricco degli astri luminosi e ben noti della costellazione del Toro: la rossa Aldebaran, le Iadi e le Pleiadi.

Sciami meteorici: Le Quadrantidi

Nei primi giorni di gennaio avremo la possibilità di assistere allo sciame delle Quadrantidi. L’attività dello sciame è in genere piuttosto basso, ma raggiunge un massimo breve e significativo nella giornata del 3 gennaio. Quest’anno il maggior numero di Quadrantidi è atteso verso le 13h-14h della data sopra citata, quando purtroppo da noi sarà giorno. Se consideriamo che in genere la frequenza oraria degli eventi si mantiene sopra le 100 meteore per almeno una decina di ore, si vede che sfortunatamente quest’anno non avremo neppure l’occasione di osservare né la fase ascendente né quella discendente della curva di attività, ma solamente le zone meno dense della corrente meteorica.

Costellazioni

Il cielo orientale di inizio anno si presenta, nelle prime ore della notte, con le costellazioni zodiacali del Cancro e, di seguito, del Leone. A occidente si avviano al tramonto la piccola costellazione dell’Ariete, e quella molto più grande ma non molto appariscente dei Pesci, che potremo individuare più facilmente prendendo a riferimento il grande quadrilatero di Pegaso. Sopra il suo vertice più alto sull’orizzonte è ancora ben visibile Andromeda con l’omonima galassia. Proseguendo oltre Andromeda troviamo altissimo in cielo, praticamente allo zenit, il Perseo, e appena più un basso, sopra i Gemelli, l’Auriga, facilmente riconoscibile per la sua forma a pentagono. La stella più luminosa dell’Auriga è Capella, termine che in latino significa “capretta”. La mitologia vi riconosce infatti Amaltea, la capra con il cui latte fu nutrito Zeus. Tornando al di sotto della fascia zodiacale, a Sud-Ovest le estese costellazioni – ma prive di stelle brillanti – della Balena e dell’Eridano precedono il Grande Cacciatore, ossia la protagonista incontrastata del cielo invernale: la costellazione di Orione. Di quest’ultima rammentiamo la nomenclatura delle stelle più brillanti: ai vertici del quadrilatero che ne disegna le spalle e le ginocchia, troviamo in alto Betelgeuse e Bellatrix, in basso Rigel e Saiph. Le tre stelle allineate che ne rappresentano la cintura sono, da sinistra a destra, Alnitak, Alnilam e Mintaka. Da non perdere un’osservazione con un telescopio, ma è sufficiente anche un binocolo, per ammirare nella spada, poco sotto la cintura, la grande nebulosa M42.  Il cacciatore Orione è accompagnato in cielo dai suoi due cani, le costellazioni del Cane Maggiore, dove troviamo Sirio, la stella più brillante del cielo invernale, ed il Cane Minore, dove brilla un’altra stella facilmente identificabile: Procione. Chiudiamo il tour della volta celeste rivolgendo lo sguardo verso Nord: attorno alla stella polare (come trovarla?) nell’Orsa Minore, riconosciamo in senso antiorario Cassiopea, con l’inconfondibile forma a “W”, la più evanescente Cefeo, il serpeggiante Dragone, l’Orsa Maggiore e la Giraffa.

Stefano Simoni (Astronomia.com)

Anno nuovo, oroscopo vecchio

Solo qualche giorno fa abbiamo superato il rischio della fine del mondo. Vi ricordate? Il 21 Dicembre doveva finire il mondo, secondo una falsa interpretazione del calendario Maya. Non è successo niente. L’abbiamo scampata bella!
Saremo disarmati e senza speranza, invece, di fronte alla periodica invasione degli oroscopi di inizio anno. Un vero bombardamento meteorico: programmi televisivi dedicati, numeri speciali di riviste che riporteranno un’attenta analisi di quanto accadrà nel 2013, la solita grande abbuffata di oroscopi e astrologi che, dall’alto della loro saggezza, riescono a prevedere di tutto e di più. Per la gioia di tutti noi, riusciremo a conoscere in anticipo quali nuove guerre inizieranno e dove, chi vincerà le prossime elezioni italiane, e persino se ci sarà o meno una nuova fine del mondo prevista da qualche altro esotico calendario o da qualche straordinaria coincidenza astrale.
La creduloneria della popolazione italiana e, più in generale, dei popoli latini (gli anglosassoni sembrano meno inclini…) è un fenomeno da non trascurare. Secondo un recente studio della Doxa, quasi la metà degli italiani ripongono una qualche fiducia nell’astrologia e leggono o ascoltano l’oroscopo con sistematicità quasi ogni giorno. E la percentuale è in aumento. Una delle parole più cercate nel corso del 2011 su Google è appunto “oroscopo”, insieme a “Facebook” e “Meteo”. Il numero speciale della rivista Astra contenente gli oroscopi per tutto l’anno ha una tiratura di oltre 2 milioni di copie. Sempre secondo il rapporto Doxa, gli italiani che nel 2011 si sono rivolti a un astrologo per conoscere il proprio futuro a pagamento sono circa il 13% dell’intera popolazione, quasi 8 milioni, per un totale di giro d’affari di 6 miliardi di Euro. A questi vanno aggiunti tutti i compensi agli astrologi per la presenza su ogni organo d’informazione. La regione italiana più credulona è, secondo questa indagine, la laboriosa Lombardia.
Il CICAP (Comitato italiano per il controllo sulle affermazioni del paranormale) alla fine di ogni anno pubblica un rapporto molto dettagliato sulle mancate previsioni degli astrologi e verifica, se qualcuno avesse ancora dubbi, che non c’è nessuna correlazione tra le previsioni fatte dagli astrologi e i fatti realmente accaduti.
Dal rapporto Doxa si scopre che statisticamente tutte le fasce sociali si rivolgono ad un astrologo per farsi fare un ”oroscopo su misura”, indipendentemente dal reddito. Invece sembra che la creduloneria dipenda fortemente dal grado di istruzione: solo il 13% dei laureati, contro il 20% dei diplomati e il 64% di chi ha la semplice licenza elementare o media. Per la metà delle volte il motivo del consulto è di tipo sentimentale ma negli ultimi anni sembra siano in aumento i motivi economici; che sia  anche la crisi economica a far aumentare questo fenomeno?
La credenza nell’astrologia si può quindi imputare alla scarsa cultura generale, e forse in particolare alla cultura scientifica dei cittadini del nostro Paese che si fanno facilmente abbindolare da cartomanti, astrologi, maghi e imbonitori di ogni genere. Non a caso nei Paesi anglosassoni la percentuale dei creduloni non arriva al 25%.
L’unica arma che abbiamo per cercare di arginare questo fenomeno è una importante iniezione di cultura per l’intera popolazione italiana, a partire dalla scuola e dall’Università. Anche per questo motivo dobbiamo sperare che, di qualsiasi colore politico sarà il nuovo Governo eletto alle prossime elezioni, questo abbia la capacità di investire in ricerca, innovazione, istruzione, università e cultura più di quanto abbiano fatto i governi che si sono avvicendati negli ultimi anni.
di Emilio Sassone Corsi (INAF)

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Un fiume di metano

Sulla Terra è il Nilo con i suoi 6700 km il fiume più lungo. Su Titano bisogna accontentarsi e limitarsi a un percorso di 400 km. Tuttavia, l’immagine è fantastica e sembra quasi automatico cercare qualche piroga che si faccia trasportare dalla corrente. Sembra veramente di vedere un fiume terrestre. Ovviamente, non può contenere acqua, ma metano e/o altri idrocarburi. Tuttavia, tutto il resto segue regole molto simili: piene stagionali, secche, meandri, una sorgente e uno sbocco in una specie di “mare”. Marte o non Marte, Titano è l’unico oggetto del Sistema Solare che mostra liquidi stabili in superficie. Ed è l’unico in cui è attivo un ciclo idrologico con nuvole, piogge, ecc.  Invece di acqua, c’è l’etano, il metano e tanti altri fratelli ORGANICI. Beh… certamente non vi è problema energetico per i titaniani …
Un premio a chi riesce a vedere la prima barchetta da pesca…
di Vincenzo Zappalà (Astronomia.com)
Vedi anche l’ articolo Il Nilo di Titano dello scorso 13 dicembre

Una mega(crio)meteora

Un mega meteorite di ghiaccio? E’ quanto annuncia Euronews con tanto di filmato. Il meteorite sarebbe caduto in Marocco scioccando un agricoltore della zona che lo ha raccolto e messo nel freezer perché si conservasse ai fini delle analisi degli esperti.
Sarebbe, perché qualcosa è sicuramente caduto producendo un piccolo cratere, ma certo, come fa notare Universetoday, difficile credere che sia un mega meteorite. Viste le dimensioni del blocco di ghiaccio e del cratere, definirlo mega appare ai più improprio.
Può invece trattarsi di una megacriometeora, che nulla ha a che vedere con lo spazio. Blocchi di ghiaccio che si formano nell’atmosfera per poi cadere a terra in condizioni di cielo sereno. Impropriamente definiti dei grandi chicchi di grandine (il loro peso può variare dal mezzo chilogrammo a oltre due quintali, come un caso in Brasile) si formano in condizioni atmosferiche totalmente diverse. Peraltro la loro formazione è ancora molto discussa. E’ stato un geologo planetario del centro di Astrobiologia di Madrid, lo spagnolo Jesús Martínez Frías, il primo ad effettuare studi sulle megacriometeore.
Tornando alla notizia, viene dunque da ritenere che quanto riportato da Euronews non sia totalmente corretto e in effetti, fa ancora notare Universetoday, il servizio più ampio messo in onda dall’emittente marocchina, Hespress.com, evidenzierebbe come l’esperto da loro interpellato, se diamo per buona la traduzione di google, smentisca la provenienza dallo spazio del blocco di ghiaccio.
di Francesco Rea (INAF)

Come si vive sulla super-terra di Tau Ceti?

I dati in nostro possesso sono ancora frammentari, ma già sufficienti per divertirci un po’ con il nuovo arrivato, così vicino a noi. La stella si trova a 12 anni luce, veramente poco per le distanze cosmiche. Inoltre è una stella di tipo spettrale G8, mentre il nostro Sole è G2. Anch’essa è, quindi, una nana gialla come il Sole, solo leggermente più piccola (e quindi con un’attesa di vita un po’ più lunga).
Il nostro Sole ruota intorno al proprio asse in circa 27 giorni (all’equatore), mentre Tau Ceti compie un giro in circa 34 giorni. Entrambe sono stelle di bassa variabilità, più che adatte a sostenere un sistema planetario. Passiamo alle dimensioni che ci permettono di stabilire la posizione della zona abitabile. Tau Ceti ha una massa e un diametro pari  entrambi a circa l’80%  di quelli del nostro astro. Ne risulta una zona abitabile compresa tra circa 0.4 e 1.0 Unità Astronomiche (più o meno). Il pianeta Tau Ceti e  si dovrebbe trovare a 0.55 UA, vicino al limite interno, ma ben dentro a questa zona. La sua età è di poco superiore alla nostra (5.8 miliardi anni), ma dato che è una stella più longeva, direi che anche lei fornisce un posto tranquillo e sicuro per molto tempo a venire.
Prima di passare a studiarlo in dettaglio, fatemi dire che il sistema planetario di Tau Ceti non mostra pianeti giganti. Ciò potrebbe dipendere dalla scarsa metallicità della stella, circa la metà di quella del Sole.
Fino a non molto tempo fa si pensava che una scarsa abbondanza di elementi pesanti potesse influire sulla formazione di un sistema planetario in generale. Oggi sappiamo che non è vero e che i pianeti di tipi roccioso non sembrano affatto essere sfavoriti.
La mancanza di un Giove può comportare problemi e vantaggi. Infatti, attorno a Tau Ceti si è osservata una fascia di detriti simile a quella della nostra fascia di Kuiper. Tuttavia, forse proprio per la mancanza di un pianeta dinamicamente dominante, la fascia di Tau Ceti ha dieci volte più materia di quella solare.
In linea di principio, questa enorme cintura di asteroidi e comete, senza un pianeta “regolatore” del traffico, potrebbe comportare un numero di impatti sui pianeti interni dieci volte maggiore di quello subito dalla Terra. Tuttavia, ricordiamoci anche che molti oggetti asteroidali se ne starebbero tranquilli nella loro orbita se non ci fosse Giove che li spinge verso l’interno del Sistema Solare. Sono gli oggetti che cadono all’interno delle sue risonanze di moto medio (ne abbiamo parlato varie volte) e le cui orbite vengono velocemente allungate. Non è quindi detto che le collisioni siano collisioni siano veramente dieci volte più frequenti.
Inoltre, una pioggia continua di detriti ghiacciati avrebbe riempito gli eventuali oceani del pianeta della zona abitabile più in fretta di quanto non sia successo per la Terra. Altre considerazione le faremo tra poco.
La massa del pianeta “terrestre” di Tau Ceti è circa 4 volte superiore alla nostra. Troppo massiccio per la vita? Beh… sicuramente la gravità si farebbe sentire, ma probabilmente basterebbe avere una costituzione fisica più solida e resistente. E poi avere una massa quattro volte superiore potrebbe non implicare un peso molto alto. Vale la pena di fare un po’ di conti banalissimi e capire meglio la situazione. Ovviamente, è necessario l’ABC della meccanica classica.
Quando si parla di peso non si parla, ovviamente, di massa. La massa è quella che è, in qualsiasi punto si vada (a parte effetti relativistici): sulla Luna, nello spazio interstellare, su Giove e su un mini-asteroide. Il peso, invece, altro non è che la forza di gravità, normalmente misurata sulla superficie del corrispondente corpo celeste.
Ne consegue che il peso viaggia di conserva con la massa del pianeta, crescendo con lei, ma non in modo ovvio. In altra parole se la massa è quattro volte la nostra, il peso non è quattro volte il nostro. Bisogna infatti pensare che se un corpo planetario è più massiccio, normalmente ha anche dimensioni maggiori (cresce il suo raggio). Questo ovviamente capita per pianeti “normali” e non per stelle ultra dense come le nane bianche e quelle di neutroni. Tutto dipende dalla densità del materiale che compone l’oggetto in questione.

Scriviamo la massa di un corpo nel seguente modo:

M = V ρ    , dove V è il volume e ρ la densità.

Immaginiamo, per adesso, che il pianeta di Tau Ceti (indice P) abbia una densità pari a quella terrestre ( indice T). Ne segue che ρT = ρP =ρ. Facciamo il rapporto tra le massa del pianeta e quella della Terra:

MP/MT = RP3 /RT3,

ricordando che il volume di una sfera è uguale a 4/3πR3, e che quindi 4/3π si semplifica tra numeratore e denominatore, così come la densità che è la stessa per i due corpi celesti.

Dalle osservazioni sappiamo che la massa del pianeta di Tau Ceti è circa 4 volte quella della Terra. Ciò vuole dire che:

MP/MS = RP3/RT3 = 4

Ponendo per semplicità RT = 1, troviamo il raggio del pianeta in funzione del raggio terrestre.

RP = (4)1/3 = 1.6

Ciò vuol dire che un pianeta con una massa pari a quattro volte quella della Terra e di pari densità ha un raggio o diametro che è circa 1.6 volte quello terrestre. Nella Fig. 1 abbiamo messo a confronto la Terra (azzurra) con il pianeta di Tau Ceti (verde). Un po’ più grande, ma non in modo mostruoso.
Quanto peseremmo sulla superficie di questo nuovo mondo gigante? E’ facilissimo ricavarlo (anche se non ce ne sarebbe bisogno per chi conosce un minimo di dinamica classica…).
Il peso è la forza di gravità sulla superficie di un pianeta. Facciamo allora il rapporto tra la forza di gravità sulla superficie del pianeta e su quella della Terra.
La forza di gravità che subiamo è data da

F = G mM/R2

Dove m è la nostra massa (sempre uguale), M la massa del pianeta, R il suo raggio. Abbiamo quindi:

FP/FT = MP RT2/(MT RP2)

Tuttavia, se la densità è la stessa per i due pianeti fare il rapporto delle masse vuol dire fare il rapporto dei volumi. Possiamo allora scrivere:

FP/FT = RP3 RT2/(RT3 RP2) = RP/RT = RP = 1.6

Come ci si doveva aspettare (avendo posto uguali le densità) il rapporto del “peso” è uguale al rapporto dei raggi dei pianeti. Su Tau Ceti peseremmo 1.6 volte in più di quanto peseremmo sulla Terra. Una persona di 50 chili peserebbe circa 80 chili. Sicuramente noi non potremmo battere nessun record di salto in alto! Tuttavia, basterebbe essere nati con le ossa e la muscolatura adatta… e sappiamo bene quanto la Natura sappia in fretta adattarsi alle condizioni al contorno.
Tuttavia, nessuno può assicurarci che la densità tra i due mondi debba essere uguale. Anzi, vista la bassa metallicità del sistema di Tau Ceti potrebbe anche darsi che la densità del pianeta sia più bassa della nostra (ad esempio, meno ferro, nichel e più silicio e carbonio). Proviamo allora a vedere quali dovrebbero essere le dimensioni del pianeta (ossia il suo raggio) affinché, pur avendo una massa quattro volte maggiore, abbia una gravità al suolo uguale alla nostra. Niente di più facile…
Le condizioni sono: il rapporto delle masse deve restare uguale a 4; il rapporto delle forze gravitazionali al suolo (peso) deve essere uguale a 1.
Per la seconda condizione abbiamo (ricordando che la densità non è più la stessa):

FP/FT = RP3 ρP RT2/(RT3 ρT RP2) = 1

Semplificando e ponendo come al solito RT = 1, e ρT = 1, abbiamo:

RP ρP = 1   e quindi:

ρP = 1 /RP.

Non ci resta che porre la condizione che il rapporto delle masse sia uguale a 4

MP/MT = ρP RP3/ (ρT RT3) = 4

e ancora:

ρP RP3 = 4

ossia:

RP3/RP = 4

e infine:

RP2 = 4

RP = 2

Il raggio del pianeta dovrebbe essere circa due volte quello della Terra (Fig. 1, pianeta rosso). La densità, in questo caso, varrebbe:

ρP = 1/2 = 0.5 volte quella della Terra.

La nostra è 5.5 g/cm3

Marte  ha una densità di 3.9 g/cm3, Titano di 1.9 g/cm3. Il pianeta di Tau Ceti avrebbe una densità media di circa 2.75 g/cm3. Niente di veramente strano…(il silicio ha una densità di circa 2.3 g/cm3, così come il carbonio).  Tau Ceti potrebbe, allora, essere un pianeta grande due volte il nostro, come dimensioni, ma con la stessa gravità superficiale. Sono ammissibili, ovviamente, tutte le situazioni intermedie e non solo.
Solo future osservazioni potranno dirci quale delle due ipotesi è quella giusta.  Nel secondo caso non ci sarebbe bisogno di fare cure … ricostituenti!
Veniamo ora alla possibilità di sviluppo di una vita evoluta. Nessun problema per l’acqua. Anzi ne avrebbe avuto più che a sufficienza dalle numerosissime comete (anche se la sua superficie è più grande della nostra). Nel caso più sfortunato, la vita durante la sua evoluzione avrebbe avuto a che fare con impatti catastrofici dieci volte più frequenti (ma senza Giove potrebbero anche essere di meno). So di non essere un esperto, ma lasciatemi parlare a ruota libera. Al limite i professionisti di questo sito mi correggeranno…
Sappiamo che la vita sulla Terra è stata ripetutamente quasi azzerata dalla caduta di asteroidi e comete. L’ultima quella di 65 milioni di anni fa. La media per impatti di questo genere è per noi di uno ogni 100 milioni di anni. Cosa cambierebbe se la frequenza fosse di soli dieci milioni di anni? Non ci sarebbe tempo perché una specie progredisca sufficientemente? Da parte mia, posso solo dire che il mammifero esisteva già all’epoca dei dinosauri da decine di milioni di anni, ma non riusciva a trovare le condizioni al contorno giuste per un salto evolutivo deciso. La scomparsa dei dinosauri ha innescato un rapido cambiamento portando in poche milioni di anni a forme di mammiferi sempre più evolute. Il che vorrebbe forse dire che se l’asteroide avesse colpito la Terra dopo poche decine di milioni di anni di esistenza dei dinosauri, probabilmente il mammifero, costretto a vivere in un angolo senza speranza, si sarebbe messo in moto molto prima? Probabilmente sì, ma avrebbe dovuto, però, sopportare una o più catastrofi successive. Un bene o un male? Una velocizzazione dell’evoluzione verso forme di vita sempre più complesse e resistenti, o un continua azzeramento di quel poco che si era costruito?
Possiamo anche vedere la situazione da un altro punto di vista. Se dieci milioni di anni è un intervallo di tempo sufficiente a creare una razza intelligente partendo dai resti dell’ultima catastrofe cosmica (noi forse lo dovremo dimostrare quando capiterà il prossimo impatto catastrofico), potrebbe anche essere che la necessità aiuti a sveltire i processi evolutivi.
Bisognerebbe sviluppare le strategie tecnologiche per essere in grado di scongiurare il pericolo di un impatto cometario o asteroidale. Noi, ad esempio, avremmo già le potenzialità per farlo (e l’homo sapiens è in fondo appena nato, meno di dieci milioni di anni fa) e solo la politica e i soldi ci vietano di fare delle prove “sul campo”. Ma se fossimo veramente a rischio d’impatto, cosa succederebbe? Magari riusciremmo a cambiare un po’ la nostra testa, persa dietro al potere e alla ricchezza. Forse, abituati da miliardi di anni di evoluzione biologica “salterina”, avremmo già nel DNA questo bisogno atavico di doversi difendere dal cielo.
Un discorso infinito e senza certezze. Tuttavia, lasciatemi dire che sul pianeta di Tau Ceti  la razza intelligente avrebbe forse sviluppato una scienza di difesa cosmica eccezionale e vivrebbe in una situazione abbastanza tranquilla di fronte al pericolo che viene dal cielo. Possiamo anche dire che tutta la tecnologia spaziale sarebbe dovuta andare di pari passo? Forse no: una cosa è pensare a difendersi da nemici vicini e un’altra è cercare e guardare più lontano. Insomma, avrebbero forse altro da fare che cercare di comunicare con pianeti di altre stelle.
Ci sarebbero spunti per scrivere decine di libri fantascientifici (Tau Ceti è stata già in passato sfondo di romanzi di questo tipo).
Un’ultima considerazione. A parte l’invio di segnali radio o luminosi o quello che volete si potrebbe pensare a un viaggio verso gli “amici” di tau Ceti? Dodici anni luce sono pochi e tanti. Una “radio-telefonata”  cosmica necessiterebbe di solo 24 anni (tra andata e ritorno). Un attesa non impossibile per la vita media dell’uomo. Magari un bel mix di colori o di musiche codificate come in “Incontri ravvicinati del Terzo Tipo”? Basterebbe provare, sempre che i vicini di casa abbiano tempo e voglia di sentire le nostre trasmissioni. E se il loro scudo anti-asteroidi vietasse la ricezione e l’invio di segnali?
Forse, non ci resta che andarli a trovare di persona. Al momento le velocità raggiungibili dalle nostre navi spaziali sono dell’ordine di una cinquantina di km/sec (in un caso addirittura 70).  Ciò vuol dire che possiamo viaggiare 6000 volte più lenti della luce. Se la luce impiega 12 anni per arrivare su Tau Ceti, le nostre astronavi attuali impiegherebbero un tempo 6000 volte maggiore, ossia circa 70000 anni. Un po’ troppo… Tuttavia, Tau Ceti ci “viene incontro”, sia metaforicamente che praticamente. La sua velocità relativa al Sole è quasi del tutto radiale e di avvicinamento: circa 20 km/sec. Va beh… meglio che niente. Invece che a 50 km/sec è come se andassimo a 70 km/sec: basterebbero “solo” 50 000 anni circa.
Che facciamo: partiamo o aspettiamo?
di Vincenzo Zappalà (Astronomia.com)

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