giovedì 15 dicembre 2016

L'emozione del viaggio nel Vuoto Cosmico infinito





Questo brevissimo post lo dedico ad un argomento che merita, per sua natura.
Uno "spazio" a se stante.
Non perdetevi poi le tabelle che ho appositamente preparato per rendere più accessibili certi contenuti complessi.


Appena ho trovato il video non ho potuto fare a meno di innamorarmene, quindi è assolutamente d'obbligo riservargli un posto tutto suo in questo blog in quanto soddisfa il mio desiderio di trovare elementi che ci aiutino a visualizzare e/o sperimentare meglio tutto ciò che ha a che fare con il nostro Cosmo.
Successivamente ho trovato pure un fantastico file interattivo, di cui metto il link subito dopo il video, perché ne costituisce un'ottima integrazione.

Da buon appassionato di astronomia mi ci sono subito tuffato, seguendo le istruzioni, e me lo sono gustato tutto fino all'ultimo secondo (tanto che mio figlio, tornato da scuola, saputo cosa avevo guardato mi ha apostrofato "tu sei fuori, ti sei guardato quella cosa sempre uguale per tre quarti d'ora....!); chiaro che un effetto del genere è più facile che lo faccia su di una persona già "attrezzata" sull'argomento, ma sono sicuro che, come un buon film di fantascienza affascina e appassiona gli amanti del genere, potrà piacere anche a voi che seguite questo blog.

Essendo una simulazione, potrebbe non essere del tutto corretta, d'altra parte l'autore stesso lo dice che su certe cose si è preso alcune libertà, come la dimensione del tempo (trovate le sue parole in fondo al post). A me però interessa poter dare un'idea più concreta di cosa potrebbe voler dire viaggiare nello spazio.

                                                                                                                                                                            Premessa                                                                                                                                        perché è chiamato "VUOTO cosmico"?                                                                                                                                                           Come potete approfondire nel mio post L'Atmofera terrestre 1/4 è una questione di densità di particelle. Mano a mano che si sale di quota lungo la nostra atmosfera, cambiano le percentuali e i tipi di gas presenti, l'aria si fa sempre più rarefatta, le particelle si allontanano sempre più. Quando siamo nel vuoto sappiamo che le particelle non sono assenti, bensì così rarefatte cioé distanti tra loro da non avere più alcun effetto sulla resistenza ad un corpo solido.
                                                           
                                                                                                                                                                                                                                                                         Si parla infatti di "temperatura cinetica" (a differenza della temperatura che noi conosciamo nel nostro strato atmosferico, la troposfera vedi post atmosfera 3/4 oppure etichetta "temperatura cinetica"):                                       - concetto che esprime solo "il calore che queste particelle sprigionerebbero se si muovessero a questa velocità sulla Terra alla superficie"                                                      -  la definizione di calore dice "una forma di energia che si libera negli urti tra le particelle", ma come potete immaginare, se le particelle sono molto distanti tra loro per via della rarefazione dell'aria, va da sé che gli urti tra le particelle sono assai rari.
                                                                                                                                        Il risultato è che, in realtà, allo stato di rarefazione che si trova in quota a circa 400 km, la temperatura reale è molto bassa e gli astronauti devono avere tute riscaldate altrimenti congelerebbero, ma la temperatura cinetica è molto alta, siamo nell'ordine di più di 1.000 gradi, quindi ecco spiegato l'apparente paradosso.
                                                                                                                                       

Niente o rarissima aria, niente resistenza.
Una brevissima tramite un razzo risulta potenzialmente infinita; poi in realtà troviamo zone del Cosmo dove la densità diminuisce ancor più e zone dove invece aumenta, quindi un certo effetto a lungo andare la nostra spinta lo risente e può venire rallentata.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        
Possiamo quindi dire, riassumendo e semplificando, che nel vuoto non c'è resistenza quindi la luce viaggia con la stessa velocità finché non incontra un ostacolo sul cammino.                                                                       
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         
Attenzione, vi do quindi le istruzioni d'uso e qualche informazione:

- dura 45' quindi guardatelo solo se e quando avete un'ora di tempo libero da impegni: se non siete disposti ad impegnarvi per questo tempo, allora lasciate perdere, non fa per voi o almeno non ora

- trovo che sia un video in realtà bellissimo, rilassante, quasi meditativo, quindi prendete questi 3 quarti d'ora come un'ottima occasione per "staccare" da problemi e pensieri e "vivere" nello spazio

- apritelo direttamente in full-screen, schermo intero, con le casse accese (anche la musica prodotta per il video secondo me è azzeccata) e liberatevi da ogni distrazione per i prossimi 45 minuti

- quando inizia vedrete che tra le prime informazioni indica, con un segmento sul fianco destro, che la luce impiega a percorrere il diametro del Sole circa 4 secondi.

Sappiate, come già avevo indicato nel post Il Sole 1/3, che quel tempo si riferisce al coprire la distanza "fuori" dal Sole, nel vuoto, perchè all'interno è tutt'altra cosa; il fotone infatti all'interno impiega milioni di anni (sì, milioni, non sto esagerando) per raggiungere la superficie partendo dal Nucleo dove viene prodotto, quindi non confondete (vedi Post), mi raccomando.

Nell'immagine a fianco è rappresentato in maniera "ottimistica" l'andamento del nostro fotone prima di raggiungere la superficie, come vedete viene deviato e assorbito innumerevoli volte per le continue interazioni con la materia da attraversare. Ripeto è solo una rappresentazione "ottimistica", tanto per dare l'idea.



- l'immagine, come vi accorgerete, è per la maggior parte del tempo praticamente ferma, registrate infatti un movimento lentissimo quasi impercettibile, ma tenete sempre ben presente che stiamo viaggiando con il fotone alla velocità della luce, 300.000 km/secondo (post Distanze, Unità Astronomica, Anno Luce, TABELLE), velocità pazzesca, ma viste le distanze inconcepibili sembriamo fermi; e sembriamo fermi anche perché non essendoci atmosfera a fare resistenza, ci manca questo riferimento e manca la percezione del movimento: è solo un'illusione.
Per contrastare questa illusione avete 3 parametri sui lati:

1) a sx, sopra, la distanza dal Sole, che mano a mano che ci allontaniamo dal nostro astro, aumenta, in milioni di km (post 2015 panoramica SS, SS in scala, distanze. Vedi tabella in fondo al post)

2) a sx, sotto, il tempo/Luce che sta passando dall'inizio del viaggio: questo "tempo", viaggiando alla velocità della luce, corrisponde ai famosi secondi/luce e minuti/luce (*** nota più avanti nel post, dopo il file interattivo)

3) a dx l'indicazione di qual è il prossimo oggetto che troviamo e il tempo (sempre secondi e minuti luce) che manca all'incontro.


- Tenendo d'occhio questi 3 parametri in realtà capite bene che siamo velocissimi e avete un'idea diretta e concreta delle distanze che ci sono nel Sistema Solare (post 2015 panoramica SS, SS in scala e Distanze. Non potrete fare a meno di pensare come cavolo faccia il Sole ad estendere la sua forza di attrazione anche a queste distanze allucinanti, tenendo conto che il video finisce superato Giove, ma resterebbero ancora Saturno, Urano, Nettuno e Plutone e la Fascia di asteroidi di Kuiper)

- l'autore, oltre ad aver messo la musica giusta per il tipo di video, ha anche aggiunto qualche dato interessante, come alcuni asteroidi lungo il viaggio (post Fasce Asteroidi e Atmosfera terrestre 4/4) e di taglio l'indicazione di alcune orbite dei pianeti interni rispetto al Sole, oltre all'inizio e alla fine della fascia principale di asteroidi.

- infine tenete conto che siamo partiti nel Video da un Sole "piccolo" perché il viaggio inizia da 7 milioni di km di distanza o 24 secondi/Luce dal nostro astro, mentre se fossimo veramente partiti dalla superficie avremmo visto uno spettacolo mozzafiato e di una bellezza sconvolgente, per cui vi invito a fare un salto al post Il Sole 3/3 se ve lo foste perso.




Partendo dalla superficie avremmo avuto un'impressione davvero eccezionale del potere devastante della nostra fornace, e sarebbe molto più evidente la portata di tutta questa potenza.







Ricordo che, come diametro, il nostro astro è 100 volte più grande del nostro pianeta (come potete apprezzare anche nel post Comparazioni Sorprendenti). Davvero un'impressione colossale.



La Terra al confronto è così minuscola che può essere paragonata solo ad una delle macchie solari che periodicamente compaiono.

























Mentre il nostro astro, immenso, è decisamente strapieno di macchie.
























Iniziando invece già da una certa distanza, l'effetto portentoso l'abbiamo perso (ma potete sempre guardare il video che c'è nel post Il Sole 3/3) , ma resta il fatto che è bellissimo "provare" l'esperienza di questo viaggio silenzioso e così lungo, da perdersi se non fosse per i parametri che ci tengono coi "piedi per terra", o per dirla citando il mio post "a piedi nudi nel Parsec".


P r o n t i ?

Questa la presentazione dell'autore del video, Alphonse Swinehart:

"Nel nostro modo terrestre di vedere le cose, la velocità della luce sembra incredibilmente veloce. Ma non appena la si vede confrontata con le vaste distanze dell'universo, è sfortunatamente molto lenta. Questa animazione mostra, in tempo reale, il viaggio di un fotone di luce (la particella che "porta" la luce che noi vediamo, nota mia) emessa dalla superficie del sole, che attraversa una porzione del sistema solare, visto da una prospettiva umana. Mi sono preso alcune libertà con alcuni dati, come l'allineamento di pianeti e asteroidi, così come ignorare le leggi della relatività riguardo a ciò che un fotone in realtà "vede" o come il tempo è vissuto alla velocità della luce, ma nel complesso ho mantenuto le dimensioni e distanze di tutti gli oggetti nel modo più accurato possibile. Ho anche deciso di porre fine all'animazione appena passato Giove, avendo io voluto mantenere la lunghezza del video al di sotto di un'ora."

Design & Animation: Alphonse Swinehart / aswinehart.com
Music: Steve Reich "Music for 18 Musicians"
Performed by: Eighth Blackbird / eighthblackbird.org

Riding Light - Cavalcando la Luce




Ecco ora il link alla animazione interattiva intitolata:

 "Se la luna fosse grande 1 pixel: 
una mappa fastidiosamente precisa del Sistema Solare"

che ritengo veramente strumento eccezionale a nostra disposizione, creata da Josh Worth.
Il "pixel" di riferimento infatti corrisponde al diametro della Luna.

Nell'animazione avete la possibilità di:

- selezionare la LINGUA (quadratino con un piccolo mappamondo in alto a destra, ben 18 lingue selezionabili)

- muovervi verso DESTRA o SINISTRA semplicemente con le frecce della tastiera

- cliccando in basso a destra su quella "piccola C" con dei raggi e che sembra andare veloce, impostate la VELOCITA' DELLA LUCE e il file avanza da solo costantemente a quella velocità (in questo va perfettamente d'accordo con il video del post l'Emozione del Viaggio nel Vuoto Cosmico)

ANDARE IMMEDIATAMENTE, tramite i simboli in alto, al Sole o al pianeta di vostro interesse, oppure con la freccia iniziale e quella finale ai rispettivi oggetti precedenti o successivi al punto in cui siete ora

- scegliere se andarci CON DIFFERENTI VELOCITA':
km,
miglia,
unità astronomiche,
minuti luce,
a dimensioni di Terre,
di pixel,
di autobus,
di balene blu e
a dimensione della Grande Muraglia Cinese

A seconda di cosa scegliete il viaggio sarà più lungo o più corto, ma è un ottimo modo per sperimentare le distanze all'interno del nostro Sistema Solare e si sposa benissimo con il post l'Emozione del Viaggio nel Vuoto Cosmico, che vi invito a visitare almeno una volta.




***(secondi/Luce, minuti/Luce, ore/Luce indicano non un tempo, bensì la distanza percorsa dalla luce viaggiando a quella pazzesca velocità, dal post l'Anno Luce, quindi

- 1 secondo/luce non indica tanto il secondo, quanto i 300.000 km percorsi, questa differenza è fondamentale
- 1 Anno/Luce non indica tanto il nostro anno terrestre, 365 giorni, quanto i quasi 10.000 miliardi di km percorsi

Se andiamo infatti a guardare quanto tempo terrestre impiegheremmo a percorrere questa distanza con le nostre sonde che possono viaggiare a 56.000 km/s se spinte dall'effetto fionda gravitazionale di Giove, comprendiamo subito che si inizia a parlare di migliaia se non di milioni di anni, e qui sta la differenza.
La tabella sottostante vi da un facile e chiaro esempio proprio di questo.

Tabella di conversione AL - tempo Umano

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CONVERSION TABLE: LIGHT YEAR - HUMAN TIME

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Note sulla tabella:
- le cifre sono arrotondate e approssimate per semplicità
- la Missione Apollo, usata per il viaggio sulla Luna e ritorno, è stata presa come esempio di viaggio con equipaggio, con tutta la complessità che ne deriva, mentre la Sonda Voyager, essendo ovviamente senza equipaggio e lanciata per superare i confini del Sistema Solare, risulta molto più veloce
- la velocità della Voyager 1 è in realtà più alta (arriva mi sembra a 62.000 km/h), ma teniamo per buona questa, tanto non cambia niente ai fini di questo esempio

Serve però anche avere degli esempi delle distanze di cui stiamo parlando e il confronto nelle varie Unità di Misura.
Nota Bene: come potrete verificare, fino all'ora/Luce siamo ancora all'interno del Sistema Solare, ma dal giorno/Luce in poi siamo del tutto fuori.


Tabella con esempi di distanze e oggetti astronomici 
confrontati su varie Unità di misura

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Astronomical Objects and Distances Examples Conversion Table: Light Speed - KM/AU/LY/PARSEC


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Per completezza, inserisco anche, adeguatamente preparate, 3 tabelle per rendere un pochino più chiare parole come "miliardo, bilione, biliardo, trilione, triliardo, quadrilione", che sono cifre piene di zeri in cui ci si perde facilmente, ma rendono l'idea. Nella colonna in rosso trovate gli stessi termini ma in inglese, e attenzione perchè qui ci si può davvero confondere tra italiano e inglese, infatti il nostro "miliardo" diventa il loro "billion" che assomiglia tanto al bilione ma non lo è.


Tabella "Quanti Zeri" 1/3

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C'è da sapere anche che ci sono diversi modi per spiegare la stessa parola.
Ad esempio, Biliardo si può dire:
- 1.000 milioni di milioni
- 1 miliardo di milioni
- 1 milione di miliardi
- 1.000 bilioni

Tabella "Quanti Zeri" 2/3

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"How Many Zeros" Table 2 dof 3

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Ultima tabella, sia nella colonna rossa sia al centro le paroline in rosso sono la dicitura in "inglese" affiancata all'italiano, non confondete ma paragonate.

Tabella "Quanti Zeri" 3 di 3

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"How Many Zeros" 3 of 3

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Spero vi sia piaciuto questo breve viaggetto e vi aspetto per la prossima avventura.


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