Le grandi domande della vita: Un oscuro mistero

In questa nuova puntata monotematica (in effetti le domande sono due, ma così interessanti da fare per quattro!) mi andrò ad occupare, spero il più semplicemente possibile, di uno dei molti problemi che l'universo pone ai cosmologi e agli astrofisici moderni: la materia oscura.

Ma che mistero

La storia della materia oscura inizia da lontano: già sul finire del XIX secolo si iniziava a fare sempre più larga l'idea dell'esistenza nell'universo di oggetti invisibili alla vista. Questa prima idea, che in qualche modo si confonde con i buchi neri, venne per la prima volta suggerita da Lord Kelvin nel 1884, che stimò come la maggior parte delle stelle che costituiscono la Via Lattea fossero scure. Il termine "materia oscura" venne, però, coniato da Henri Poincaré⁽¹⁾, in una nota in cui commentava proprio il lavoro di Kelvin del 1884, mentre il primo a supporre che l'idea di Kelvin non fosse campata in aria fu Jacobus Kapteyn nel 1922⁽²⁾ grazie a una serie di misure astronomiche. Per avere i primi dati sufficientemente solidi ci volle un decennio: prima Jan Oort nel 1932⁽³⁾, quindi Fritz Zwicky nel 1933⁽⁴⁾ e infine Horace Babcock con le sue osservazioni sulla nebulosa di Andromeda⁽⁵⁾ (a dire il vero Babcock non associò le sue osservazioni alla presenza di materia invisibile), la stessa studiata da Vera Rubin nel 1970 insieme con Kent Ford jr., portando nuovi supporti e riportando in auge l'idea della materia oscura⁽⁶⁾.
Il punto centrale di queste osservazioni è molto semplice: osservando il moto delle periferie galattiche, si nota che queste ruotano troppo velocemente considerando il contenuto di materia visibile. Per spiegare tali osservazioni, bisogna postulare la presenza di materia invisibile all'interno della galassia.
L'esistenza della materia oscura, nel corso dei decenni successivi, ha ottenuto sempre più evidenze a favore: il moto di rotazione delle galassie, la velocità di dispersione della materia, il comportamento gravitazionale delle galassie all'interno degli ammassi, i dati provenienti dalle lenti gravitazionali e dalla radiazione cosmica di fondo, le misure di distanza delle supernove e, soprattutto, l'Ammasso del Proiettile.

Uscire fuori

Ci sono libri che ti parlano, che, senza che tu te ne renda conto, ti dicono qual è il momento migliore per farsi leggere. E Il giro più pazzo del mondo, titolo quanto mai fuorviante, della scrittrice britannica Scarlett Thomas, è uno di questi. La trama, infatti, ruota intorno a due ragazzi, alle soglie dei trent'anni all'inizio del XX secolo, di cui uno, Luke, a causa di una non meglio identificata allergia al Sole, non esce da casa da quando è nato. La sua migliore amica, invece, Julie, è piena di paure: guidare, mangiare roba non preparata da lei o comunque da qualcuno che non conosce, e altre robette di questo genere.
Anche i loro amici, però, non sono da meno: David ha un cancro ai testicoli, Leanne crede di essere una strega, Chantel ha vinto alla lotteria ma ha una madre un po' particolare, Charlotte, la migliore amica di Julie, è in fuga continua da se stessa, innanzitutto dal "fantasma" del fidanzato Mark, morto un paio di anni prima e di cui si sente in colpa. Questo gruppetto si mette in viaggio per raggiungere un guaritore orientale che promette di liberare Luke dalla sua malattia.

Ritratti: Georgy Voronoy

Tra i matematici sfortunati che non riuscirono a proseguire la loro attività a causa della salute si annovera anche il matematico russo Georgy Feodosevich Voronoy, che morì a soli 40 anni a causa dei calcoli biliari:

Ieri ho avuto per la prima volta un'idea chiara dell'algoritmo nella teoria delle forme su cui sto indagando, ma ho anche subito un forte attacco di colica biliare che mi ha impedito di lavorare la sera e di dormire tutta la notte. Ho così paura che i risultati dei miei sforzi duraturi, ottenuti con tale difficoltà, periranno insieme a me.

Voronoy nacque il 28 aprile del 1868 nel villaggio di Zhuravka, nel governatorato di Poltava. Il padre era professore presso il liceo di Nezhinsk, e successivamente divenne direttore prima del ginnasio di Kishinev, poi di quello di Berdyansk e infine del ginnasio di Priluki. Il figlio Georgy, nel frattempo, completava gli studi superiori nel ginnasio di Priluki, ottenendo il diploma nel 1885. Durante questo periodo scolastico mostrò sin da subito il suo talento matematico, in particolare nell'algebra: su tutti, basti ricordare la sua risoluzione su un problema di fattorizzazione di polinomi posto da tale professor Emakov dell'università di Kiev sulle pagine del Journal of Elementary Mathematics. Ottenne, in questo modo, il suo primo articolo scientifico.
Subito dopo il diploma, si iscrive presso l'università di San Pietroburgo, dove segue corsi di Andrey Markov e, soprattutto, di Yulian Sokhotsky:

Le lezioni di matematica pura mi affascinano sempre di più. Preferisco le lezioni del professor Sokhotsky nel corso speciale sull'algebra superiore a tutti gli altri. (...) La cosa principale che mi preoccupa è se ho abbastanza talento.

I rompicapi di Alice: Gli ingordi non sanno volare

Il sillogismo è un ragionamento dimostrativo proposto per la prima volta da Aristotele. Il nome deriva dal greco syllogismòs, formato da syn, "insieme", e logismòs, "calcolo", "ragionamento", e viene generalmente reso come "ragionamento concatenato".
D'altra parte il sillogismo, così come definito da Aristotele, è costituito da tre termini ("maggiore", "medio" e "minore") e da tre proposizioni che costruiscono i legami tra i tre termini. In particolare le prime due proposizioni stabiliscono le premesse alla terza proposizione che è la conclusione del ragionamento.
Secondo tale schema, se le premesse sono entrambe vere, allora la conclusione è vera, ma se anche solo una delle premesse risulta falsa, allora anche la conclusione lo è.
Nella sua opera più poderosa, Symbolic logic, Charles Lutwidge Dodgson, meglio noto come Lewis Carroll raffina un po' la definizione dei termini, distinguendo tra "eliminandi" e "retinendi". Gli "eliminandi" sono i due termini presenti nelle premesse, ma assenti nella conclusione; i "retinendi" sono, invece, i due termini presenti sia nelle premesse sia nella conclusione.
Prendiamo come esempio questo sillogismo ideato proprio da Carroll:

Topolino #3361: Nel mondo delle criptovalute

Avrei voluto realizzare sin da subito un ponte pittorico con il Cappellaio Matto e la recensione del terzo episodio de La pietra dell'oltreblu grazie alla storia d'apertura, sempre incentrata su un pittore, ma alla fine ho optato per l'apertura di questo articolo dedicato al Topolino ancora in edicola con la nuova storia della serie Zio Paperone e l'alta finanza.

Uno sguardo sui bitcoin

Una criptovaluta, o più correttamente una crittovaluta, è, semplificando fino all'osso, una moneta digitale basata sulla crittografia. Le crittovalute utilizzano protocolli peer-to-peer (p2p) tipo quella buonanima di Napster o gli ancosa esistenti e-Mule o i file torrent con corrispondenti client. I nodi di questa rete p2p sono decentrati sui computer dei singoli utenti, senza il controllo di alcuna autorità centrale, e sostanzialmente regolano, come le monete correnti, lo scambio di materie e servizi tra gli utenti stessi.
L'utilizzo di una rete senza nodi centrali rende la rete stessa molto più stabile: mentre con un accentramento del traffico il crollo del nodo centrale porterebbe al crollo di tutta la rete, il decentramento permette all'intero sistema di funzionare anche nel caso di crollo di uno o più nodi. Inoltre l'utilizzo di sistemi di crittazione rende la moneta sicura da qualunque sguardo esterno.

Giorgio Perlasca, un uomo comune

In questo periodo di clausura forzata, tra i tanti libri che vengon distribuiti gratuitamente c'è anche un volume a fumetti di cui in particolare oggi mi preme scrivere: Giorgio Perlasca. Un uomo comune di Marco Sonseri ed Ennio Bufi. Edito da ReNoir Comics nel 2011, racconta la storia di Giorgio Perlasca, un italiano che, in Ungheria, salvò all'incirca 8000 ebrei contro i soprusi nazifascisti.
Avendo letto a suo tempo La banalità del bene di Enrico Deaglio, è inevitabile il confronto, per quello che la memoria permette, e le differenze tra racconto giornalistico e narrazione romanzata sono quelle più evidenti.
La storia del salvataggio di una gran quantità di ebrei in Ungheria da parte di Perlasca è, in effetti, ricca di momenti di tensione che si prestano per un racconto narrativo. Perlasca, verso la fine del 1944, si trova in Ungheria, presso l'ambasciata spagnola, alla quale chiede protezione contro i nazisti. Perlasca, infatti, si era rifiutato di prestare giuramento alla repubblica sociale italiana di Benito Mussolini e per questo era diventato sgradito sia ai fascisti, sia ai nazisti, che provarono a trattenerlo. Ed era proprio per sfuggire ai tedeschi che si era rivolto all'ambasciatore di Spagna Ángel Sanz Briz. Perlasca, alla fine, riuscì a convincerlo a fornirgli un passaporto spagnolo, anche saltando quella burocrazia elefantina che accomuna Spagna e Italia: grazie al suo nuovo nome, Jorge, Perlasca e Briz, coadiuvati da alcuni stretti collaboratori di quest'ultimo, riuscirono a trasferire nelle case sotto la giurisdizione spagnola, migliaia di ebrei magiari, che altrimenti sarebbero stati deportati e uccisi dai nazisti, sia quelli locali, sia quelli tedeschi.

Un poligono antropomorfo

In geometria, un poligono antropomorfo è un poligono semplice (ovvero un poligono che non interseca se stesso) con esattamente due orecchie e una bocca. Come quello nella figura qui sotto:

Ovvero, per esattamente tre vertici poligonali, il segmento che collega i due vertici vicini non attraversa il poligono. Per due di questi vertici (le orecchie) il segmento che collega i vicini forma una diagonale del poligono, contenuta all'interno poligono. Per il terzo vertice (la bocca) il segmento che collega i vicini si trova fuori dal poligono, formando l'ingresso di una concavità del poligono.
Ogni poligono semplice ha almeno due orecchie (questo è il teorema delle due orecchie) e ogni poligono semplice non convesso ha almeno una bocca, quindi in un certo senso i poligoni antropomorfi sono i poligoni semplici non convessi più semplici possibili.
È possibile riconoscere i poligoni antropomorfi in tempo lineare, ovvero se può essere riconosciuto come tale da un algoritmo lineare, ovvero un algoritmo che impiega un tempo finito per concludere un numero $n$ di iterazioni.

Toussaint, Godfried (1991), Anthropomorphic polygons, The American Mathematical Monthly, 98 (1): 31–35, doi:10.2307/2324033

Astrofisica #pertecherestiacasa: astroarte casalinga

Nuovo appuntamento con la newsletter della redazione di Edu INAF. Questa settimana ci sono in particolare un reminder e la segnalazione di un nuovo progetto:

Scuola on-line

Una raccolta di video, incontri, pillole (scegliete la durata che si adatta di più alle vostre necessità!) da usare nel corso di videolezioni o per soddisfare la vostra curiosità, che si arricchisce quotidianamente di nuovi contenuti, sempre al solito link.
Vi segnaliamo che insegnanti, studenti e appassionati possono inviare le proprie proposte legate alla didattica e alla divulgazione dell'astronomia (attività didattiche, descrizione di progetti, ma anche foto e recensioni di libri) alla redazione EduINAF, che le valuterà per la pubblicazione.
In particolare questa settimana vi segnaliamo il concorso Osserva il cielo e disegna le tue emozioni: è possibile mandare gli elaborati entro il 27 aprile.
Questa settimana, inoltre, vi proponiamo una sfida: realizzare una vostra personale reazione a catena (o anche solo un piccolo pezzo), filmarla e inviarci il video. La nostra idea è di realizzare una lunghissima Reazione a Catena che sarà formata dall'insieme dei contributi che ci vorrete fare avere. L'iniziativa fa parte delle numerose esperienze RoundTheWorld_ChainReaction, che si stanno attivando in tutto il mondo a partire da un'idea del Tinkering Studio dell'Exploratorium di San Francisco, è descritta qui:

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AstroEDU

Una rivista da cui scaricare materiale didattico certificato, a cui potete contribuire anche voi inoltrando attraverso il sito la vostra attività, che sarà pubblicata dopo un controllo di certificazione svolto da insegnanti e astronomi.

Risorse INAF su INDIRE

L'INAF contribuisce, insieme a tutti gli enti pubblici di ricerca italiani, all'iniziativa dell'Istituto Nazionale di Documentazione Innovazione e Ricerca Educativa (INDIRE) nata per mettere a disposizione di docenti, studenti e famiglie risorse e materiali su tutti i temi legati alla ricerca scientifica.
Tutto il materiale, tra cui le risorse dell'INAF, è disponibile in una pagina apposita sul portale INDIRE dotata dei filtri per selezionare le attività di vostro maggior interesse.

L'astronomo risponde

Vi ricordiamo che è sempre attiva la rubrica L'astronomo risponde per inviare le vostre domande (proprio quelle che "non avreste mai osato fare"!) e vederle pubblicate online con la nostra risposta (magari anche una da parte mia!).
Vi segnalo in particolare la risposta relativa ai corpi celesti apparsi nel cielo nella notte del 16 aprile 2020.
Con questo è tutto. Alla prossima!