Le dimensioni dell'universo

Di seguito il testo dell'infografica sulle dimensioni dell'universo pubblicata su Edu INAF. In effetti presenta alcune modifiche e una corposa aggiunta.

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Il modo in cui abbiamo visto l’universo si è modificato nel corso della nostra storia sulla Terra. In epoche antiche, infatti, l’universo era costituito esclusivamente da Terra, Sole e Luna. Le dimensioni di tale universo vennero stimate per la prima volta da Archimede che valutò tale distanza in circa 10000 volte il raggio della Terra.
Questa fu, per molto tempo, la stima migliore della distanza Terra-Sole: sia Aristarco (1500 volte circa) sia Ipparco (490 volte circa) fornirono stime di molto inferiori.
La prima stima che si avvicinò al valore esatto fu quella di Christiaan Huygens del 1659 che determinò tale distanza in 24000 volte il raggio terrestre. Tale stima, basata sulle fasi di Venere, non venne ritenuta sufficientemente scientifica a differenza di quella prodotta da Giovanni Domenico Cassini e Jean Richer del 1672 misurando la posizione di Marte nel cielo il primo da Parigi e il secondo dalla Guinea Francese, determinando una distanza di 21700 volte il raggio terrestre, da confrontare con la distanza reale, che è all’incirca 23455 volte il raggio terrestre.

Guida all'estinzione di specie

Uno degli argomenti che Isaac Asimov ha toccato nel suo Civiltà extraterrestri è quello della morte della civiltà. Asimov non si mostra molto ottimista sulle possibilità di una qualunque civiltà di riuscire a staccarsi definitivamente dal proprio pianeta prima dell’estinzione, dovuta o all’esaurimento delle risorse o a eventi naturali non controllabili o (e questo sembra, secondo Asimov, l’esito più probabile per noi esseri umani) a una guerra totale autodistruttiva.
Dal punto di vista matematico è indubbiamente più semplice andare a studiare la crescita della popolazione in funzione della disponibilità della risorsa primaria. Il modello più semplice è quello realizzato nel 1838 dal matematico belga Pierre François Verhulst noto come equazione logistica.
Questa è, in effetti, un’equazione differenziale⁽¹⁾ le cui soluzioni forniscono l’andamento del numero di individui di una popolazione nel tempo in funzione di due parametri, quello della crescita intrinseca e quello legato all’affollamento (e quindi più direttamente legato all’esaurimento delle risorse).
L’aspetto interessante è che un modello del genere, indipendentemente dai valori dei parametri (anche con uno sfruttamento delle risorse eccessivo), conduce sempre a una situazione di equilibrio tra crescita e affollamento, ovvero a una situazione che si direbbe di stabilità.

Topolino #3276: Come un pulcino bagnato

Il riferimento non è solo all'acqua che il Topolino #3276 ha preso a causa di un giovedì sera piuttosto umido, ma anche alla qualità non eccezionale delle storie del numero, soprattutto quando la migliore delle lunghe porta la firma di Carlo Panaro e la migliore delle brevi, scritta da Tito Faraci è quasi allo stesso livello nonostante sia una gag story di appena 8 pagine.

Mi è sembrato di vedere un Gatto!

Invece era "solo" Michele Mazzon, sempre più erede indiscusso del maestro Luciano Gatto che era stato celebrato sulle pagine del #3274. L'occupazione blasonata è, ad ogni modo, una delle poche storie di Panaro squisitamente italiane, dove l'influenza di Carl Barks è praticamente azzerata: Paperino non è impegnato in una qualche attività ultra-specialistica che lo rende iper-ricercato, ma in quella di maggiordomo. Come al solito il desiderio di strafare e di ben figurare, unito al classico equivoco, lo porterà a combinare i soliti guai.
Storia indubbiamente divertente e ben scritta, ma ci si stufa un po' a dover attendere il Panaro ispirato o le mega-storie di Pikappa o di Double Duck per avere un Paperino con più carattere e mordente.

Un motore per curvare

La serie televisiva Star Trek ha raccolto in poco più di 50 anni una gran quantità di appassionati: il segreto del suo successo è, in effetti, contenuto in una serie di molteplici elementi. Da un lato l’ottima caratterizzazione dei personaggi e le storie mai banali proposte dagli sceneggiatori, dall’altra il tentativo di rappresentare in maniera quanto più plausibile possibile la tecnologia e la fisica alla base della serie.
È innegabile che, se parliamo di viaggi nello spazio profondo, la fisica che domina tutta la serie è la relatività, speciale e generale, di Albert Einstein, ma di tutti gli elementi che la serie ha introdotto, quelli che hanno maggiormente colpito l’immaginario popolare sono il teletrasporto e il motore a curvatura. Sono, infatti, i due sistemi che riducono i tempi di percorrenza di grandi distanze, come quelle planetarie (relativamente al teletrasporto) o interplanetarie (relativamente ai viaggi nell’universo).
In particolare il motore a curvatura ha un fascino innegabile, legato all’idea o al sogno di poterci lanciare in una nuova avventura esplorativa, questa volta viaggiando tra le stelle. E in effetti spinti da questo sogno alcuni fisici hanno cercato di progettare un motore a curvatura. Come avevo già scritto tempo fa, la prima e più nota proposta fu quella del 1994 di Miguel Alcubierre, cui nel 2012 fece seguito il ricercatore della NASA Harold White che ipotizzò la possibilità di ridurre la massa e l’energia negative necessarie per il motore modificando la forma del disco di curvatura. Il problema era che la massa necessaria andava da quella del Voyager 1 a quella presente nell’intero universo osservabile!
Nonostante queste piccole difficoltà di ordine tecnico, l’interesse verso il motore a curvatura continua a restare particolarmente alto, tanto che curiosando in giro ancora oggi continuano a uscire articoli sull’argomento, come i due che ho selezionato per questo brebe post:

I Rompicapi di Alice: Gli elefanti non giocano a scacchi. Le formiche invece si

Come abbiamo visto, le formiche in matematica sono un ottimo esempio di automa cellulare. Avendo questo in mente possiamo utilizzarle per giocare a scacchi!

Il segreto è la strategia

Esiste la così detta scienza militare. Si occupa di stabilire la strategia migliore durante una battaglia. Il modo corretto (o comunque quello largamente utilizzato) per realizzarla è avere una visione globale di quanto avviene sul campo di battaglia e nei suoi dintorni. In questo senso uno dei giochi in cui la strategia ha il peso maggiore è indubbiamente quello degli scacchi: avere una visione globale e una strategia a lungo termine può decisamente fare la differenza. Eppure esiste una possibilità di costruire una strategia a partire del così detto comportamento tattico, ovvero un attegiamento che tiene conto poco o per nulla del lungo termine.
Il primo esempio in cui emerge una strategia apparentemente pre-ordinata è il gioco del Pengi basato sul quasi omonimo Pengo.

Un pinguino si muove dentro un labirinto fatto di cubi di ghiaccio e diamanti e abitato da api volanti. Il pinguino deve raccogliere tutti i diamanti, evitando di venire schiacciato dai blocchi di ghiaccio o punto dalle api. Il pinguino può reagire spingendo il cubo e provando così a uccidere le api. Ogni cubo di ghiaccio può essere spostato in qualunque direzione a meno che non vi sia un cubo vicino posto nella direzione del moto. Il cubo può spostarsi fino a che non in contra il bordo del mondo, un diamante o un altro cubo. Se nel suo percorso incontra un pinguino o un’ape, li schiaccia.
In una situazione del genere la strategia adottata dal giocatore medio è quella di raccogliere il più velocemente possibile i diamanti evitando quanto più cubi e api.
A questo punto si possono trattare ciascuno degli elementi del Pengi come una sorta di automi, definendo il comportamento di ciascuno in funzione del loro grado di soddisfazione. I più semplici sono i diamanti, che sono soddisfatti in qualunque condizione, anche all’interno della collezione del pinguino; all’opposto il comportamento dei cubi di ghiaccio non è dovuto ad alcuna forma di soddisfazione, ma è una semplice reazione agli stimoli esterni (spostarsi nella direzione e verso opposti alla spinta ricevuta e schiacciare chiunque si trovi sulla sua strada)⁽¹⁾.

Introdurre la fisica delle particelle con le arti visuali

Ho scovato su Physics Education un articolo interessante su un progetto che, utilizzando l'arte, introduce agli studenti il meraviglioso mondo delle particelle elementari. Vi propongo una traduzione dell'introduzione e della parte introduttiva al workshop che gli studenti hanno portato avanti nel corso dell'attività.

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La scoperta dell'elettrone da parte di Thomson nel 1897 inaugurò un'era di scoperte e di una sempre più profonda comprensione dei meccanismi interni del microcosmo. Questa culminò, 115 anni più tardi, con la scoperta del bosone di Higgs che ha completato il Modello Standard delle particelle. Allo stato attuale, come al tempo di Thomson, ci sono diverse domande aperte che richiedono un breakthrough sperimentale per trovare risposta.
Con questo intellettualmente stimolante stato di cose l'abilità delle arti visuali di attirare ed esprimere potrebbe alimentare la curiosità del pubblico più giovane verso la fisica delle particelle, indipendentemente dagli studi che potrebbero intraprendere in futuro. Ciò è stato confermato durante una collaborazione artistica culminata nella mostra The sketchbook and the collider, dove è apparso evidente che, nonostante le ovvie differenze, entrambe le specializzazioni si occupano di rendere visibile l'invisibile. Gli sviluppi scientifici hanno visto il 'quotidiano' dissolversi nelle interazioni subatomiche accessibili solo esaminando le tracce lasciate in un mezzo opportuno. Un processo specchiato dall'espressione artistica di pensieri, emozioni e intuizioni attraverso la realizzazione di marchi e la manipolazione di materiali.

Il più grande pilota di Formula 1

Mentre i tifosi ferraristi si dividono tra chi maledice Kimi Raikkonen per aver fatto la pole position davati a Sebastian Vettel e chi, con l'impeccabile logica del tifoso che può modificarsi da gran premio a gran premio, afferma qualcosa del tipo se nel tempio della velocità Raikkonen è arrivato davanti a Vettel, allora Raikkonen è più veloce, vi propongo un paio di articoli che potrebbero aiutare a dirimere la più annosa delle questioni aperte nel mondo della Formula 1: il pilota più veloce di tutti i tempi!

Eichenberger, R., & Stadelmann, D. (2009). Who is the Best Formula 1 Driver?: An Economic Approach to Evaluating Talent. Economic Analysis and Policy, 39(3), 389. doi:10.1016/S0313-5926(09)50035-5

Who is the best formula 1 driver? Until today it was impossible to answer this question because the observable performance of a driver depends both on his talent and the quality of his cars. In this paper, we for the first time separate driver talent from car quality by econometrically analyzing data covering 57 years of Formula 1 racing. Our estimates also control for the number of drivers finishing, technical breakdowns and many other variables that influence race results. While Michael Schumacher is often believed to be the best driver, he is overtaken by Juan Manuel Fangio and Jim Clark.

Phillips, A. J. (2014). Uncovering Formula One driver performances from 1950 to 2013 by adjusting for team and competition effects. Journal of Quantitative Analysis in Sports, 10(2), 261-278. doi:10.1515/jqas-2013-0031

Subjective ratings of the best drivers in the history of Formula One are common, but objective analyses are hampered by the difficulties involved in comparing drivers who raced for different teams and in different eras. Here, we present a new method for comparing performances within and between eras. Using a statistical model, we estimate driver and team contributions to performance, as well as the effects of competition with other drivers. By adjusting for team and competition effects, underlying driver performances are revealed. Using this method, we compute adjusted scoring rates for 1950–2013. Driver performances are then compared using: (i) peak performances for 1-year, 3-year, and 5-year intervals; and (ii) number of championships. Overall, these comparisons rank Clark, Stewart, Fangio, Alonso, and Schumacher as the five greatest drivers. We confirm the model’s accuracy by comparing its performance predictions to 2010–2013 lap-time data. The results of the analysis are generally in good agreement with expert opinions regarding driver performances. However, the model also identifies several undervalued and overvalued driver performances, which are discussed. This is the first objective method for comparing Formula One drivers that has yielded sensible results. The model adds a valuable perspective to previous subjective analyses.

Mentre qualcuno di voi immagino già si stia chiedendo se qualcuno di questi sforzi verrà un giorno premiato con un IgNobel, mi preme ricordare che l'autore dell'ultimo articolo, Andrew Phillips, ha spiegato la metodologia applicata in un blog, producendo una dettagliata classifica dei primi sessanta piloti di tutti i tempi. Tra l'altro Andrew è anche un biologo, quindi è abbastanza certo l'approccio scientifico alla materia.

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Lo so. C'è un'altra domanda inespressa che aleggia nell'aria. E per te quale sarebbe il miglior pilota di tutti i tempi? Che domande! Sono tre: Neil Armstrong, Buzz Aldrin e Michael Collins, che non sarà sceso sulla Luna ma ha pilotato il modulo di comando in orbita intorno al nostro satellite.

Topolino #3275: Topolino, Pippo e i due vendicatori

Il numero di Topolino attualmente in edicola non propone solo la seconda storia celebrativa per i 90 anni del titolare della testata, ma anche la doppia (nel senso di due parti sullo stesso numero) avventura I due vendicatori con Fantomius e Paperinik. Visto che il Torbido inganno l'ho brevisionato sul Cappellaio Matto (e lo riporterò più sotto), permettetemi di iniziare con i due paperi mascherati.

Paperi mascherati

Si potrebbe dire che, finalmente, nella serie de Le strabilianti imprese di Fantomius Marco Gervasio abbia introdotto una novità narrativa interessante che spezza un po' l'andazzo monotono delle ultime avventure. Inoltre inserisce anche una serie di riferimenti di continuity alle sue storie con Paperinik e Fantomius, di cui forse l'unico che potrebbe essere più utile per godersi al meglio la storia è quello a Il passato senza futuro. Lo stesso Gervasio sembra pensarla allo stesso modo, visto che ne riassume gli elementi essenziali grazie a due ballon di pensiero di Paperino, rendendo ininfluente la sua mancata lettura per il lettore più giovane.
La ventata di novità sta proprio nell'idea di mettere a confronto direttamente I due vendicatori in uno dei più classici paradossi temporali: a causa dell'invenzione di Copernico Pitagorico, Dolly Paprika si ritrova nella Paperopoli del futuro. Fantomius la segue utilizzando un piccolo orologio da taschino costruito dall'amico appositamente per tale scopo. Nel futuro il ladro gentiluomo scopre che la sua eredità è stata raccolta da Paperino, anche se l'ha "leggermente" modificata come scopo diventando l'eroe noto come Paperinik. Così, in una scena iniziale dalle atmosfere noir, Fantomius si dirige a casa di Paperino per chiedere il suo aiuto nella ricerca dell'amata Dolly.