LA SCIENZA DELLA STAZIONE SPAZIALE

http://oggiscienza.wordpress.com/2014/11/20/la-scienza-della-stazione-spaziale/

La ISS è principalmente un banco di prova per future missioni spaziali di lunga durata. A bordo si sviluppano nuove tecnologie e si testano gli effetti sul corpo umano della vita nello spazio, in vista di missioni oltre l’orbita terrestre. Sono moltissimi però gli studi che guardano verso il pianeta Terra e non solo verso Marte. Alcuni di questi sono raccolti in un video e una pubblicazione dal titolo inequivocabile: ISS Benefits for Humanity, dove si trovano storie di applicazioni terrestri delle ricerche svolte a bordo della ISS: dai bracci robotici in chirurgia, al miglioramento delle tecnologie per la depurazione dell’acqua nel Messico rurale.

Medicina – Molti fra gli esperimenti sono in ambito biologico e medico. Sempre sul sito dell’ASI leggiamo che “l’obiettivo strategico della ricerca spaziale nel settore delle scienze della vita è di consentire la vita umana nello spazio.”

Se per future missioni spaziali, magari su altri pianeti, è indispensabile studiare gli effetti della microgravità sul corpo umano  e comprendere i meccanismi di adattamento all’ambiente spaziale, altre ricerche hanno importanti ricadute per chi resta sulla Terra, come gli studi sul sistema immunitario e sui vaccini (ne avevamo parlato qui e qui), oppure il progresso della telemedicina, che può essere sfruttata sia da chi vive nello spazio, sia da chi abita in zone isolate della Terra.

Sulla ISS, gli organismi viventi sono sottoposti a tre condizioni anomale: microgravità, isolamento e un maggior livello di radiazioni cosmiche. Questo ambiente offre una possibilità unica per studiare problematiche mediche relative a malattie legate all’età o all’immobilità. Molte ricerche sono focalizzate su malattie cardiovascolari, problemi di ossa e cartilagini, o atrofia muscolare, visto che nello spazio i muscoli tendono a perdere peso, costringendo gli astronauti a un costante esercizio fisico. Anche gli aspetti psicologici sono tenuti sotto costante osservazione, come pure l’influenza che ha sui ritmi circadiani la vista di 16 albe e 16 tramonti ogni giorno.

Fisica - La stazione spaziale è un laboratorio privilegiato anche per molti esperimenti di fluidodimamica, fisica delle particelle, astrofisica e cosmologia. Grosse aspettative vengono da Alpha Magnetic Spectrometer, un rivelatore di particelle di 7 tonnellate portato tre anni fa a bordo della ISS per cercare antimateria e materia oscura misurando con grande precisione la composizione dei raggi cosmici 

Gli studi di fisica dei fluidi sfruttano i vantaggi della microgravità per mescolare i fluidi senza tenere conto del loro peso, riuscendo quindi a studiare cocktail impossibili da creare sula Terra. Utilizzando l’assenza di peso e le temperature bassissime all’esterno della stazione, si cerca inoltre di capire qualcosa di più sui superconduttori, mentre la presenza a bordo di una fornace in grado di raggiungere i 1400°C permette di studiare la solidificazione dei metalli in condizioni di microgravità, con risultati che potrebbero essere utili per realizzare leghe di alluminio sempre più efficienti.

Osservazioni – Guardando al di fuori della stazione spaziale si osserva lo spazio, ma anche la Terra. Gli astronauti raccolgono dati climatici e ambientali, e sono testimoni privilegiati di eventi come eruzioni vulcaniche o terremoti. Anche in questo caso la presenza di un equipaggio è un grande vantaggio, poiché garantisce la flessibilità necessaria per l’osservazione di avvenimenti inattesi. Dalla ISS si guardano anche pascoli e aree coltivate con ISSAC (ISS Agricultural Camera), le cui immagini arrivano in pochi giorni  agli agricoltori, aiutandoli nella gestione dei campi e nella pianificazione delle irrigazioni e della somministrazione di fertilizzanti e pesticidi.

Tra le innovazioni che l'astronauta Cristoforetti ha a bordo della ISS c'è POP3D, unaprinter portatile made in Italy realizzata da Altran e Thales Alenia Space. Servirà a stampare pezzi di ricambio direttamente sull'International Space Station senza la necessità di ricevere rifornimenti dall'esterno.
Infatti dobbiamo pensare agli astronauti che lavorano per lunghi periodi all’interno dell’International Space Station come agli “inquilini” di  casa orbitante, i cui “arredi” e i cui “pezzi di ricambio” devono necessariamente arrivare dalla Terra.
Portare oggetti su uno spazio, orbitale, come la ISS, ed oltre, come un possibile futuro viaggio su Marte,  è un’operazione complessa e con costi elevati. Lo sanno bene i tecnici e gli ingegneri di Thales Alenia Space, che in questi anni hanno contribuito allo sviluppo di oltre il 50 per cento del volume pressurizzato (ovvero “vivibile”) della Stazione e ai diversi sistemi di trasporto spaziale che portano i rifornimenti in orbita: dai moduli MPLM imbarcati sullo Shuttle in passato, ai grandi Tir dello spazio di oggi (ATV e PCM-Cygnus).

Per questo qualsiasi tecnologia che permetta di ridurre i volumi e il peso dei viaggi logistici al lancio, o addirittura di produrre direttamente sulla Stazione qualche componente, avrà un valore enorme per le attività spaziali. Che diventa tanto più grande nel caso di un viaggio più lungo, per esempio verso Marte.
In questo caso infatti il “rifornimento” di parti di ricambio sarebbe impossibile e tutto il necessario dovrebbe essere previsto in anticipo e caricato a bordo. Con un oggetto come POP3D invece l’astronauta potrebbe portare con sé solamente materia prima e fabbricare le parti necessarie al momento del bisogno.

LA STORIA DI ALBERT EINSTEIN E DELLA FISICA

   E nel week end....un bel film 

                     
                      

LA MATEMATICA NELLA VITA DI TUTTI I GIORNI

Nel precedente post abbiamo visto l'importanza della fisica nell'interpretare e descrivere la realtà che ci circonda. Questa descrizione non è fatta a parole, ma mediante delle formule matematiche, tanto che è stato detto dal Premio Nobel Eugene Wigner, nel 1960, “il miracolo dell'appropriatezza del linguaggio matematico per la formulazione delle leggi della fisica è un dono meraviglioso che non capiamo e nemmeno meritiamo”.

Eistein stesso diceva "Certo bisogna dividere il nostro tempo tra la politica e le equazioni, ma per me le equazioni sono più importanti poiché la politica riguarda il momento attuale mentre le equazioni valgono per sempre. 

Lo stesso ironico Einstein affermava anche: "Da quando i matematici hanno messo mano alla teoria della relatività non ci capisco più niente".
Ecco qui un video di  PARACHUTES.TV che racconta le cose e i fenomeni di ogni giorno attraverso le formule matematiche che descrivono il loro comportamento, o la loro struttura..

                      

                                                               (Guardare il video a schermo intero)

C'è comunque una lunga tradizione, che possiamo far risalire a Pitagora, che ritiene che il numero e il ragionamento matematico siano le sole vie maestre per una vera conoscenza della realtà, qualsiasi cosa si intenda con questa parola. Di questo filone di pensiero, uno dei massimi rappresentanti è il nostro Galileo, che formula in modo suggestivo la sua opinione sulla capacità esplicativa e conoscitiva della Matematica: "La filosofia è scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci sta aperto innanzi agli occhi (io dico l'universo), ma non si può intendere se prima non s'impara a intender la lingua, e conoscer i caratteri, ne' quali è scritto. Egli è scritto in lingua matematica, e i caratteri son triangoli, cerchi, ed altre figure geometriche, senza i quali mezzi è impossibile a intenderne umanamente parola; senza questi è un aggirarsi vanamente per un oscuro laberinto." [Galileo Galilei, Il Saggiatore, 1623].

Da allora, grazie al contributo di una molti straordinari scienziati, Galileo stesso, ma anche Newton, Maxwell, Einstein, tanti altri, si è assistito ad una progressiva e spesso sorprendente verifica di questa idea, con una sempre maggiore matematizzazione della scienza, a cominciare dalla fisica, dalla chimica e dalla astronomia, e un numero incredibile di successi nel mondo “reale”, dall'informatica, alla fluidodinamica computazionale, al trattamento delle immagini, alla medicina.

                                                         Insomma, rassegnatevi, la matematica serve!!!

L' ORIGINE DELL' UNIVERSO, OLTRE IL BIG BANG

Beh, potrebbe farvi girare un po' la testa, i fisici stanno elaborando nuove teorie sull'origine dell'universo, alcune non molto rassicuranti, altre molto sorprendenti ...
Tutto parte dalla domanda: " ma cosa c'era prima del Big-Bang?
Il modello di Penrose, detto Cosmologia Conforme Ciclica (CCC) in effetti smonta quella che è attualmente la teoria cosmologica più accreditata, ovvero la  teoria dell’inflazione secondo cui, dopo il Big Bang, l’Universo avrebbe subito una fortissima  espansione nei primissimi istanti di vita, con un’accelerata molto maggiore rispetto all’attuale ritmo, determinato dalla legge di Hubble. L’ipotesi di Penrose degli infiniti universi è così impressionante che la mente vacilla al solo pensiero. “Il concetto d’infinito nel passato e nel futuro confonde la mente”, dice Gianfranco De Zotti, cosmologo dell’INAF – OA di Padova. “Attualmente la teoria dell’inflazione rimane la più accreditata. Ma se le le ultime osservazioni sulla radiazione cosmica di fondo  fossero confermate bisognerebbe mettere in discussione l’attuale modello e  si dovrebbe ammettere l'esistenza di universo ciclico ed eterno. Dopo la sua  espansione finita nello spazio, avremmo la nascita di un nuovo universo, diverso nei suoi particolari, ma a grande scala sostanzialmente simile all’universo precedente"
Una terza ipotesi, derivante dalla teoria delle superstringhe, è che ci si trovi in un multiuniverso, cioè che esista un numero pressoché infinito di universi, ognuno con sue costanti fisiche e sue specifiche caratteristiche. Non ci rimane che aspettare  che il satellite Planck ci invii ulteriori dati sul fondo cosmico. .Chissà se un giorno sapremo da dove veniamo!

                           

BREVE STORIA DELLA FISICA MODERNA

Questo video rappresenta una breve storia (ovviamente non esaustiva) della Fisica moderna, che parte dalle scoperte, nel 1900, di Max Planck, sino ad arrivare alla recente conferma dell'esistenza del bosone di Higgs. Il sottofondo musicale è fornito dallo stupendo Notturno Op.9 N.2 di Chopin, eseguito da Vladimir Ashkenazy.

Buona Visione e Buon Ascolto!!!
     
       

Anche qui trovi un video sulla storia della fisica, molto carino!

STORIA DELLA FISICA IN UN VIDEO DI ANIMAZIONE

Questo video è molto divertente, ma anche istruttivo. E' stato realizzato per la BBC (per  Dara Ó Briain’s Science Club ) da Åsa Lucander, finlansese, illustratore e creatore di film animazione.  Ci mostra le scoperte di quattro più grandi scienziati: Galileo Galilei, Isaac Newton, James Maxwell e Albert Einstein.
Da vedere, soprattutto per gli alunni di terza. Ah, dimenticavo .......è in inglese, ma ormai avrete capito che questa lingua va assolutamente imparata se non vogliamo e non volete isolarvi dal resto del mondo.

                          

BBC Science Club - Physics from Asa Lucander on Vimeo.

LEGGI DELLA FISICA UGUALI IN TUTTO L'UNIVERSO

Da  http://miaplacidusedaltriracconti.blogspot.it

Si pensa che  leggi della Fisica siano "Universali", cioè che  siano le stesse in tutto l'Universo conosciuto e in tutte le epoche. Nessuno tuttavia  è stato in tutti i luoghi dell'Universo, per controllare se l'affermazione è vera e nessuno ha mai vissuto in tutte le epoche per verificare se le leggi della Fisica non siano cambiate nel tempo nel corso dell'evoluzione cosmica.
Sarebbe bello avere un'astronave per visitare luoghi sperduti dell'Universo e una macchina del tempo per vedere se le leggi della Fisica erano diverse alcuni miliardi di anni fa!
In effetti, questa macchina del tempo l'abbiamo e ci ha già dato una risposta alla domanda!
L'astronave e, nello stesso tempo, la macchina del tempo è il telescopio, in particolar modo il telescopio spaziale Hubble. Il telescopio ci consente di osservare luoghi lontanissimi, ma ogni volta che guardiamo lontano stiamo guardando anche indietro nel tempo. Una galassia lontana un miliardo di anni luce la vediamo com'era un miliardo di anni fa.
Ma le galassie più lontane visibili con i telescopi a che distanza si trovano? Si trovano a poco più di 13 miliardi di anni luce (13,2 per la precisione) e quindi le vediamo com'erano 500 milioni di anni dopo il Big Bang (avvenuto 13,7 miliardi di anni fa).
Ecco una foto di una porzione di cielo molto piccola in direzione della costellazione della Fornace, che ci fa vedere cosa c'era nell'Universo 13 miliardi di anni fa .

Si vedono galassie, galassie e ancora galassie, di tutte le forme e di tutte le dimensioni. Le più distanti si trovano a circa 13 miliardi di anni luce da noi.

Cosa significa che a 13 miliardi di anni luce (e quindi 13 miliardi di anni fa) ci sono (c'erano) galassie? Significa che c'erano stelle, ma se c'erano stelle significa che c'erano reazioni nucleari di fusione (che sono le reazioni nucleari che fanno brillare le stelle) e se c'erano reazioni nucleari significa che le leggi della Fisica erano le stesse che ci sono adesso... Perché?

Perché significa che esistevano protoni, e che i protoni dovevano avere la stessa carica elettrica positiva che hanno adesso, esistevano elettroni con carica negativa, che i protoni decadevano in neutroni perché esisteva l'interazione debole, significa anche che la fusione di due nuclei di idrogeno produceva energia e che quindi valeva anche la famosa formula di Einstein E = mc2.

Se qualche costante fisica, come la massa del protone, la carica dell'elettrone, la costante di Gravitazione Universale, in quell'epoca fosse stata solo di pochissimo diversa da quella attuale, non avremmo osservato né stelle, né, ovviamente, galassie.

Telescopio spaziale di Hubble

Questa immagine ci fa capirequindi che già 13 miliardi di anni fa c'erano le stesse leggi fisiche che governano l'Universo attuale. Ovviamente questo non ci dice nulla riguardo alle leggi fisiche che c'erano nei primi istanti dell'Universo subito dopo il Big Bang, ma anche in quel caso, in maniera indiretta, è possibile dedurre che le leggi e le costanti della Fisica dovevano essere le stesse di ora. Solo per l'istante iniziale non si può dire nulla...

Dal blog: http://miaplacidusedaltriracconti.blogspot.it