Zibaldone Scientifico: 186. Notti senza stelle

sabato 16 maggio 2015

186. Notti senza stelle

Il pianeta Kalgash è illuminato da 6 soli ed il Buio è sconosciuto. Il Culto, una setta religiosa, profetizza che l'Oscurità e l'apparizione delle stelle annunceranno la fine del mondo. Le ricerche archeologiche sembrano indicare un carattere ciclico della storia del pianeta: una successione di civiltà giunte a vertici paragonabili a quella dell'epoca del racconto e tutte sistematicamente scomparse.

La Legge di Gravitazione Universale, appena scoperta, permette di ipotizzare l'esistenza di una luna e di un'eventuale eclissi di uno dei soli, quando tutti gli altri cinque sono tramontati. Questo eventuale Buio porterebbe certamente ad uno stato di follia collettiva.

Seguendo il filo di questa trama, un giovane Isaac Asimov nel 1941 descrive gli ultimi giorni degli abitanti della città di Saro nel racconto: Notturno (Nightfall).

Provate ad immaginare come sarebbe la nostra idea dell’Universo se il cielo fosse sempre coperto dalle nuvole. Ad una cert’ora del mattino cominceremmo ad avere una luce diffusa e dopo un po’ di ore di luce tornerebbe il buio. Non avremmo un riferimento che ci indichi il momento del giorno o della notte (Sole, Luna o stelle) e non conosceremmo neanche le ombre dei vari oggetti esposti al Sole. Oltre a non conoscere il fascino di alcuni tramonti, le meridiane non sarebbero state inventate.

Avremmo lo stesso qualche indizio che potrebbe fornirci qualche elemento: i materiali magnetici che si orientano secondo una certa direzione, i pendoli che tendono ad avere un moto rotatorio e la relazione che lega i periodi dell’anno dove le giornate sono più calde, con il fatto che sono anche più luminose e la durata del giorno è maggiore.

E’ grazie alla diversa posizione delle stelle alle diverse latitudini, che i filosofi greci riuscirono ad ipotizzare la sfericità della Terra.

O, in seguito, all’osservazione dell’ombra della Terra proiettata sulla Luna durante un’eclissi lunare.

Ed, infine, all’orizzonte che ci appare curvo con le navi che ad una certa distanza dalla riva scompaiono alla vista dell’osservatore, fornendo un chiaro indizio della curvatura della Terra, forse non avremmo potuto osservarlo così di frequente, in quanto poche persone si sarebbero avventurate in mare aperto senza poter contare sull’aiuto delle stelle per potersi orientare.

Il fisico francese Gaspard Gustave de Coriolis nel 1835 mostrò che un osservatore posizionato su un sistema di riferimento rotante si troverà a dover fare i conti con forze (di Coriolis) che dipendono, oltre che dalla velocita angolare, dalla direzione e dalla velocità del corpo. Queste forze fittizie sono alla base della formazione dei sistemi ciclonici o anticiclonici nell'atmosfera.

Per ricordare il senso di rotazione del fenomeno si può usare questo semplice schema mnemonico (valido solo nell'emisfero settentrionale):

· Anticiclone (alta pressione) >>> Senso orario

· Ciclone (bassa pressione) >>> Senso antiorario

Effetti della forza si manifestano anche in fisica atomica (nelle molecole poliatomiche il cui moto molecolare può essere descritto come una rotazione rigida più una vibrazione delle parti attorno alla posizione di equilibrio) e questo produce una particolare confusione, nello spettro molecolare, tra i livelli rotazionali e vibrazionali.

Gli insetti del gruppo dei ditteri e dei lepidotteri utilizzano due minuscole strutture vibranti sui fianchi del corpo per percepire gli effetti della forza di Coriolis.

Questi organi svolgono un ruolo chiave nell'abilità degli insetti nel volo acrobatico.

L’esempio più noto è il Pendolo di Foucault.

http://it.wikipedia.org/wiki/Pendolo_di_Foucault

Si tratta di un alto pendolo libero di oscillare in ogni direzione per molte ore. Il primo pendolo di Foucault fu presentato al pubblico nel 1851 ed era costituito da una sfera di 28 kg sospesa alla cupola del Pantheon di Parigi con un filo lungo 67 m. In un sistema inerziale, avrebbe tracciato linee sempre nella medesima direzione, ma così non fu.

Alle varie latitudini della Terra, tranne che lungo la linea dell'equatore, si osserva che il piano di oscillazione del pendolo ruota lentamente. In particolare al Polo Nord e al Polo Sud la rotazione avviene in un giorno siderale: il piano di oscillazione si mantiene fermo mentre la Terra ruota, in accordo con la legge del moto di Newton.

Alle altre latitudini il piano di oscillazione ruota con un periodo inversamente proporzionale al seno della latitudine stessa; a 45° la rotazione avviene ogni 1,4 giorni, a 30° ogni 2 giorni e così via.

La forza di Coriolis viene anche utilizzata nei moderni giroscopi che utilizzano sensori allo stato solido con tecnologie MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems).

Certo è che se senza l’aiuto delle stelle la concezione del mondo e dell'Universo sarebbe stata sicuramente differente.