Il fotone oscuro.

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Che roba è?
Il fotone oscuro è una particella ipotetica, simile al fotone delle onde elettromagnetiche ma con una piccola massa, prevista da alcuni recenti modelli teorici che descrivono la materia oscura.

Come avete intuito si sta indagando sulla misteriosa materia oscura.
Il cosiddetto fotone oscuro, dovrebbe essere la particella responsabile di trasportare la forza elettromagnetica nel “mondo” della materia oscura, proprio come fanno i fotoni in quello della materia visibile.
Secondo alcune teorie, ancora tutte da verificare, i fotoni oscuri potrebbero interagire con quelli visibili, in un processo detto mixing.

Come?
Ce lo spiegano gli stessi fisici.
“Si pensi a un dialogo tra due persone che non parlano la stessa lingua, ovvero la materia oscura e quella visibile. Il fotone oscuro potrebbe essere una sorta di mediatore che parla una delle due lingue e comprende l’altra”.

Per capire se ciò avviene realmente, al CERN di Ginevra si sta facendo un esperimento che si basa sul principio fisico della conservazione dell’energia.
Un fascio di elettroni, di cui si conosce molto precisamente l’energia iniziale, viene puntato verso un rivelatore. Le interazioni tra gli elettroni del fascio e i nuclei atomici del rivelatore producono fotoni visibili; in virtù della conservazione dell’energia, l’energia di tali fotoni dovrebbe essere equivalente a quella degli elettroni.
Ma se nel processo dovessero entrare anche i fotoni oscuri, questi potrebbero portare via una parte dell’energia agli elettroni.

Un’osservazione del genere rappresenterebbe, in effetti, un traguardo storico nel campo della fisica delle particelle e ci consentirebbe di ampliare notevolmente la conoscenza della materia oscura, che attualmente non è contemplata dal Modello standard, la teoria che spiega il comportamento di tutte le particelle note.


 

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Saturno: c’è un anello invisibile.

anello saturno

C’è una struttura, la più grossa del sistema solare che si estende tra 6 e 16 milioni di km da Saturno. E’ un enorme anello fatto di polvere.

Questa polvere si vede solo negli infrarossi quando è riscaldato dal Sole. L’anello è stato scoperto del telescopio spaziale Spitzer e poi analizzato da Wise (due telescopi a infrarossi della Nasa).
La polvere sembrerebbe lasciata da impatti molto violenti con Phoebe, la luna più esterna di Saturno.

Phoebe è il più esterno dei grandi satelliti di Saturno (poco meno di 13 milioni di km dal pianeta) ed è stato il primo ad essere scoperto fotograficamente nel marzo 1899. La sua caratteristica principale è quella di avere un percorso orbitale con direzione opposta (moto retrogrado) rispetto a quello delle altre maggiori lune saturniane. La sua alta densità fa pensare ad un protopianeta abortito proveniente dalla fascia di Kuiper, il mondo dei corpi ghiacciati che orbitano oltre Nettuno.

Phoebe ha una forma grosso modo sferica, un diametro di 220 km ed una superficie pesantemente craterizzata, con crateri larghi fino a 80 km, uno dei quali con pareti alte sino a 16 km.
Ciò lascia pensare che abbia subito violenti impatti che hanno disperso la polvere che poi si è distribuita attorno a Saturno.


 

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Protone: ma quanto sei piccolo?

protone

Il protone potrebbe essere realmente più piccolo di quanto si pensasse.

Esperimenti su una forma esotica di idrogeno avevano già trovato una forte discrepanza con la dimensione accettata nel 2010. Ora, le prove di un gruppo tedesco e russo indicano un valore più piccolo per la dimensione del protone anche nell’idrogeno ordinario.

Intanto, tanto per cominciare, secondo le stime un corpo umano adulto è fatto da almeno 7 x 10^27 atomi (7 seguito da 27 zeri, un numero impronunciabile), ognuno dei quali ha una massa inferiore a ciò che la fisica ha fino a oggi stimato.

Perché tanta attenzione per un valore, in fin dei conti, così piccolo e perché è così importante per i fisici? Ora ve lo spiego.
I protoni hanno una struttura interna composta da tre particelle (quatk) tenute insieme da forze attrattive (gluoni). Circa il 95% della massa del protone è derivata dall’energia di interazione tra le particelle quark.

Esistono alcuni differenti modi per trovare la massa di un protone (spettroscopia, bombardamento dei nuclei con fasci di elettroni veloci)
Non ve ne sto a spiegare nemmeno uno perché è materia per gli esperti del settore (spesso in conflitto).

Il nuovo valore è stato calcolato da una collaborazione multinazionale guidata da Randolf Pohl, all’epoca al Max-Planck-Institut per l’ottica quantistica a Garching, in Germania.

Se volete i numeri, eccoli:
la massa del protone è 1,007276466583 unità atomiche (una unità atomica è la dodicesima parte della massa di un atomo di carbonio-12) e non 1,007276466879, come precedentemente sancito dal CODATA, il comitato internazionale per i dati di scienza e tecnologia.

Non è poca cosa: il protone contribuisce in modo importante alla massa dell’atomo, che è una unità fondamentale della fisica come la costante di Planck (anch’essa recentemente corretta) e la velocità della luce. La massa del protone è di poco inferiore a quella del neutrone (dello 0,14%, probabilmente ora da verificare) mentre è ben 1836 volte superiore a quella dell’elettrone (anche questo dato andrà rettificato).
A causa di questo esperimento, CODATA “probabilmente” cambierà i propri valori.

Non è tutto: la nuova misura della massa potrebbe anche spiegare perché in molti esperimenti il raggio del protone sembra essere del 4 per cento più piccolo di quel che la teoria predice, approssimativamente un raggio di circa 0,8768 femtometri (un milionesimo di un milionesimo di millimetro)

Bene, una misura dell’importanza della scoperta la danno le interpretazioni dei primi istanti dell’Universo, appena dopo il Big Bang: calcoli teorici hanno stimato che se la differenza di massa tra protone e neutrone fosse stata dello 0,19% anziché dello 0,14% si sarebbe formato più elio e meno idrogeno, e le stelle non si sarebbero accese come hanno fatto.
Ora lo sai.

(fonte: Le Scienze)

 

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Eterne Voyager 1 e 2.

 

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Ricorre il 40 esimo anno da quando le sonde Voyager 1 e 2 furono lanciate nel 1977.
La loro missione era visitare uno dietro l’altro i quattro giganti del sistema solare (Giove, Saturno, Urano, Nettuno) approfittando di un raro allineamento tra i pianeti che si verifica ogni 175 anni. E sono tutt’ora operative.
Grazie alle due sonde si è intuita la presenza di un oceano sotto il ghiaccio di Europa, che Io ha una attività vulcanica, che Titano ha una ricca atmosfera.

Voyager 1, in particolare, è il primo manufatto umano che si è spinto oltre il sistema solare.
Attualmente si trova a circa 20 miliardi di chilometri di distanza dalla Terra e si allontana dal Sole a oltre 60.000 km all’ora. I suoi messaggi ci arrivano dopo 19 ore.
Qualche anno fa è uscita dall’eliosfera ed è entrata ufficialmente nella terra di nessuno in mezzo allo spazio tra una stella e l’altra.

Anche quando le due sonde si spegneranno, si spingeranno sempre più lontano per milioni o addirittura per miliardi di anni.
I dischi dorati che contengono suoni, immagini, potranno essere persino tutto quello che resterà della nostra specie e del nostro pianeta quando anche il Sole si sarà spento e con esso anche la vita sulla Terra.
Non sarebbe un brutto modo per essere ricordati.


 

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7 anni di WordPress oggi.

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Un ringraziamento a coloro che hanno contribuito al raggiungimento di 642.000 contatti e ai 319 followers.

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Viviamo in un multiverso a bolle?

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Sicuramente avrete sentito parlare della teoria degli universi a bolle secondo la quale il nostro universo sarebbe solo uno degli infiniti universi a forma di bolle che emergono da una schiuma quantistica di un universo progenitore.

Bene, la cosa non è una semplice idea, una idea campata in aria. Ci sono delle evidenze. Solo evidenze per ora.
In pratica in ogni momento universi nascono e si espandono vertiginosamente.

Tralascio la teoria e vengo al sodo.
In un certo senso c’ha a che fare la radiazione cosmica di fondo, quella radiazione elettromagnetica residua prodotta dal Big Bang che permea l’universo che non è altro la luce più antica finora osservata.
Studiando tale radiazione gli scienziati hanno osservato delle anomalie su larga scala che essi non erano in grado di spiegare.

Il matematico dell’Università di Oxford, Roger Penrose e il un suo collega hanno individuato dei cerchi concentrici simili alle onde circolari. Per loro sono le tracce di un “tempo” precedente al Big Bang.
Uno scontro tra giganteschi buchi neri talmente potente da generare perturbazioni gravitazionali capaci di raggiungere l’universo successivo ed alterare la radiazione cosmica di fondo.

Ora, per la prima volta, un team di fisici e cosmologi di Londra potrebbe aver messo a punto un metodo efficiente per saggiarne la validità sui dati osservati sulla mappa della radiazione di fondo.

La scoperta di altri cerchi concentrici per i teorici degli universi bolla non sarebbero altro che la “collisione” di due universi bolla.
L’assunto di partenza del metodo messo a punto dai cosmologi londinesi è che all’epoca dell’inflazione, gli “universi della bolla accanto” possano essere entrati in collisione con il nostro. Collisioni delle quali potrebbe esser rimasta qualche traccia proprio nella radiazione cosmica di fondo.

Risultato di questa prima incursione porta la evidenza di quattro ‘feature’, quattro zone della mappa potenzialmente adatte a candidarsi come impronte di universi a bolla. Un numero da prendere quanto mai con le molle, come sottolineano gli stessi ricercatori, visto che si tratta di risultati molto preliminari, non ancora significativi e certo non conclusivi che quelle feature siano le “ammaccature” d’un incidente avvenuto all’alba del tempo fra la nostra e un’altra bolla.

La teoria dei multiversi è una delle possibilità più affascinanti, ma ve ne sono molte altre. Aspettiamo, e sapremo.

Entrambi i casi sembrano, comunque, confermare la esistenza di mondi preesistenti. Invece di un singolo Big Bang ce ne sono dunque infiniti, ciascuno originato a sua volta in un altro universo.

Questo scenario collima perfettamente con la teoria delle stringhe, la prima teoria ad ipotizzare i multiversi. Eppure tanto derisa e bistrattata.


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Biologia: geni accesi e geni spenti.

Genericamente, per mutazione genetica si intende un cambiamento nella successione o il numero delle basi di un gene dovuto al caso, o ad agenti esterni o da errori durante la replicazione del DNA.

Questa concezione di mutazione genetica non giustifica l’evoluzione dei tratti tipicamente umani rispetto agli scimpanzé come la formazione del cervello di grandi dimensioni, andatura bipede e attitudini di accoppiamento sessuale caratteristico.

Le recenti ricerche portano a dire che la separazione tra la nostra linea di discendenza e quella degli scimpanzé i genomi dei nostri antenati si sono spogliati di “interruttori” che attivavano geni fondamentali durante lo sviluppo già molto tempo prima della comparsa del Neanderthal.
Ok, senza entrare nei dettagli, diciamo subito quali sono stati questi interruttori mancanti che hanno permesso al genere umano di essere quello che siamo oggi: esseri intelligenti e socialmente evoluti.

Cervello umano.
Lo studio di un particolare segmento del DNA “attivava” il vicino gene neuronale nei punti precisi del cervello in fase di sviluppo.
Questo gene è coinvolto in un processo fondamentale, ovvero contribuisce a eliminare i neutroni in eccesso prodotti durante lo sviluppo embrionale.
La scomparsa di questo interruttore avrebbe favorito così l’evoluzione del cervello umano alle dimensioni maggiori rilasciando il “freno” che altrimenti ne avrebbe ostacolato la crescita.

Scheletro ed arti umani.
Altra ricerca ha portato alla individuazione di un interruttore che attivava il gene coinvolto nella crescita dello scheletro, in particolare nello sviluppo delle zampe posteriori e precisamente delle dita.
Nel piede degli esseri umani quattro dita, dal secondo al quinto, sono più corte che nelle scimmie e queste alterazioni rendono il piede più adatto all’andatura eretta.
Non è difficile capire come gli interruttori cerebrali e scheletrici si inseriscono nel processo dell’evoluzione umana. La perdita di entrambi appare sempre più legata a due caratteristiche umane: cervello di grandi dimensioni e andatura bipede.

Organo sessuale maschile.
Avete mai sentito parlare di pene spinoso? Ce l’hanno alcuni primati, ma anche altri mammiferi, tra cui roditori, gatti, pipistrelli e opossum e variano da semplici coni microscopici a grandi aculei multipli. Sono come le nostre unghie. Possono servire a seconda della specie: accentuare la stimolazione, indurre l’ovulazione, rimuovere lo sperma deposto da altri maschi, o irritare il rivestimento vaginale per limitare l’interesse della femmina all’accoppiamento con altri esemplari.

Il tempo di copulazione dei primati con pene spinoso è molto breve: nello scimpanzé in genere è inferiore ai dieci secondi.
Gli esperimenti effettuati nel passato sui primati hanno dimostrato che la delezione degli interruttori che attivano il gene coinvolto alla produzione di spine hanno allungato di due terzi il tempo di copulazione.

Da queste osservazioni si può dedurre che la perdita di spine del pene è stata uno dei cambiamenti avvenuti negli esseri umani che hanno reso l’atto sessuale più lungo e quindi più intimo di quello dei nostri antenati spinosi.

I ricercatori ritengono che la perdita delle spine rientri in una lunga serie di cambiamenti che hanno avuto effetti di vasta portata nel percorso evolutivo dell’uomo. Hanno modificato il nostro modo non solo di accoppiarci ma le cure parentali.
Negli scimpanzé i maschi competono per accoppiarsi con il maggior numero possibile di femmine fertili. le cure parentali sono affidate interamente alle femmine e finchè lo svezzamento non è completo le femmine non si riproducono più.
Negli esseri umani i legami di coppia sono piuttosto fedeli e stabili, i maschi partecipano spesso alla cura dei figli.
Nel contempo il periodo di svezzamento si è allungato aumentando il periodo di tempo disponibile per l’apprendimento e di conseguenza lo sfruttamento del cervello grande.

Conclusione.
Da questo punto di vista, possiamo dire e affermare che le storie di queste tre delezioni sono concatenate ed hanno posto le basi per la evoluzione del genere umano.

(Fonte: Le Scienze)

 

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