Tempesta solare in arrivo

Nelle prossime settimane, occhio al segnale di cellulari e Gps: è in corso infatti una estesa tempesta solare che potrebbe far sentire i suoi effetti addirittura per i prossimi due mesi. A dare l’allarme è il Solar Dynamics Observatory della Nasa, che già dalla fine di maggio ha registrato un grande buco coronale sulla superficie del Sole, il più grande osservato da molti anni a questa parte. I buchi coronali, spiega l’osservatorio, portano particelle di vento solare verso la nostra magnetosfera e oltre.

Nel migliore delle ipotesi, queste particelle causano fenomeni come l’aurora boreale, ma nei casi più gravi provocano tempeste elettromagnetiche che vanno a interferire con i sistemi elettronici terrestri, dalle sonde ai Gps. La Nasa avverte che nei prossimi due mesi sarà possibile assistere a fenomeni di questo tipo, black-out dei satelliti con conseguenze sui sistemi Gps, i sistemi di comunicazione degli aerei e anche i segnali dei cellulari.

Si tratta di una tempesta magnetica particolarmente lunga e persistente, se si pensa che di norma gli effetti durano circa 48 ore, e in alcuni casi estendersi a una o più settimane. In questo caso invece il rischio è di avere a che fare con conseguenze ben più durature, soprattutto sui sistemi wireless dell’Europa occidentale. Senza contare poi gli effetti sulla salute, visto che le particelle ad alta energia rilasciate dal vento solare possono generare radiazioni dannose per l’uomo, con rischi quale il danneggiamento cromosomico e il cancro.

In tempi recenti sono due i casi celebri di tempesta solare: nel 1989 in Quebec e nel 2003 in Sudafrica, quando si è verificato l’affascinante fenomeno dell’aurora boreale. E gli esperti sostengono che la Terra in questi mesi è colpita da potenti flussi di radiazioni ultraviolette, raggi X, ioni, elettroni e protoni provenienti dal Sole in misura simile all’89. Il Sole attraversa cicli della durata di 11 anni in cui va da un minimo a un massimo nel numero di macchie solari, nel 2009 ha toccato il momento di massima quiete, ora invece sta aumentando la concentrazione di energia cinetica. Possibili conseguenze sul clima terrestre: aumento della temperatura dell’acqua e fenomeni meteorologici di oscillazione, mentre non si hanno prove di influenza sul riscaldamento globale.

CO2: occorrono misure urgenti

Il 2012 ha visto un aumento record dell'1,4% della CO2 prodotta dal settore energia a livello globale e di questo passo la febbre del Pianeta si avvia a superare la soglia 'critica' di due gradi centigradi rispetto all'epoca pre-industriale. Questo l'allarme lanciato dall'ultimo rapporto dell'Agenzia internazionale dell'energia (Iea), che pero' fornisce anche la 'ricetta' in quattro mosse per una decisa inversione di rotta, mentre a Bonn sono in corso i negoziati internazionali sul clima.

''Il momento di agire e' adesso, aspettare non fara' che aumentare i costi a lungo termine'' ha commentato il commissario Ue, Connie Hedegaard. Considerando che il settore dell'energia pesa su circa i due terzi delle emissioni globali di gas serra ''il rapporto mostra un aumento piu' probabile delle temperature fra i 3,6 e i 5,3 gradi centigradi, ma rileva anche che puo' essere fatto molto senza mettere a rischio la crescita economica'' spiega Maria van der Hoeven, direttore esecutivo dell'Iea. Mentre Usa e Ue riducono le emissioni di CO2, la Cina e il Giappone sono in salita.

CQuali allora le quattro mosse proposte dall'Iea per contenere il riscaldamento del Pianeta per il 2020? Innanzitutto misure mirate all'efficienza energetica di edifici, industria e trasporti, che da sole contano quasi la meta' del taglio di gas serra complessivo necessario (-8% rispetto a emissioni attese nel 2020). Altro intervento e' la limitazione della costruzione e dell'uso degli impianti energetici a carbone meno efficienti (-20% di CO2). La fetta di rinnovabili aumenta dal 20% attuale al 27% nel 2020, cosi' come quella di gas naturale. Interventi per dimezzare le emissioni di gas metano in atmosfera dall'industria di gas e petrolio nel 2020 tagliano un altro 18% di CO2 e un abbandono parziale dei sussidi ai carburanti fossili completa il quadro, con un altro taglio del 12%.

Meno vai su Internet, più sei bravo a scuola?

Ecco due ricerche sulle quali mi pare valga la pena soffermarsi, anche se la prima è soltanto una conferma. Secondo l'Istat il 25% delle studentesse italiane usciva (al tempo dei giudizi) dalle medie con "distinto" (il 20% con "ottimo"), mentre i maschi si assestano al 14% di distitno e 14% di ottimo.

Tra i ragazzi l'impegno cala col crescere: alle medie il 21% (solo 14% delle ragazze) mira alla sufficienza, il 13% (contro il 9% delle ragazze) studia solo le materie gradite; al liceo il 27% dei maschi fa il minimo indispensabile. Insomma, le ragazze s'impegnano di più e sono più brave. Lo sapevamo.

La seconda indagine è sul sito "Educazione&scuola" e rivela che "se uno studente riduce di un terzo il tempo dedicato al cellulare e a Internet, aumenta di un voto la sua media scolastica". Il sito ha calcolato che chi ha 6 di media passa 5 ore al giorno al telefonino e al computer, contro le solo 2 ore di chi ha la media dell'8. Gli studenti con la media del sei inviano circa 100 sms al giorno, contro i 25 di quelli che hanno la media dell'8.

Sarebbe interessante incrociare le due ricerche. Ma fermiamoci qui, anche perché le statistiche vanno sempre prese con le molle. Resta il fatto che il tempo tolto allo studio non produce frutti.

Forse per migliorare i voti basterebbe anteporre il book (scolastico) a Facebook.

Energia dal sole

Pensate quanto è potente il Sole: in appena un quarto d'ora, con i suoi raggi, ci manda più energia di quanto tutti gli uomini nel mondo ne consumino in un anno intero.

Se l'acqua è la culla della vita (i primissimi organismi viventi hanno avuto origine in mare), è la luce del Sole che ha reso possibile lo sviluppo e l'evoluzione di piante e animali. E la Terra è l'unico pianeta abitato del Sistema solare proprio perché si trova alla giusta distanza dalla sua stella. Su Mercurio, per esempio, i raggi del Sole sono troppo caldi e ogni cosa verrebbe arrostita in pochi attimi. Saturno o Plutone, invece, sono talmente distanti da non riuscire a ricevere sufficiente tepore.

Dal Sole arriva tutta l'energia di cui uomini, piante e animali hanno bisogno per vivere. Anche la benzina delle auto è merito del Sole, perché si ricava dal petrolio e i giacimenti petroliferi non sono altro che i residui vegetali di milioni di anni fa. E chi ha permesso la loro crescita? Il Sole. E chi ha dato l'energia ai batteri affinchè producessero il petrolio? Il Sole.

Gira e rigira tutto è riconducibile ai quell'energia che ogni giorno, da milioni e milioni di anni, ci arriva sulla Terra. E, siccome pure la bistecche e il minestrone contengono energia solare, anche noi, in un certo senso, siamo figli del Sole.

Eppure la maggior pane di questa energia non è direttamente utilizzata dall'uomo. Circa il 30% viene riflessa dall'atmosfera e si disperde nello spazio, quasi la metà (il 47%) viene assorbita dall'atmosfera e da origine agli eventi meteorologici, il 22% alimenta il ciclo dell'acqua. La fotosintesi dei vegetali assorbe appena lo 0,02% dell'energia solare e in questa minima parte sono comprese anche tutte le coltivazioni dell'uomo.

Il modo più semplice per "imprigionare" e sfruttare il calore della nostra stella sono i pannelli solari per la produzione di acqua calda. Montati sui tetti delle case sono costituiti da fogli di rame ricoperti da pannelli neri. Il nero attira la radiazione infrarossa dei raggi solari (cioè la "componente" calda) e così facendo si riscaldano le lastre di rame. Alle spalle del rame corre una serpentina piena d'acqua. Il calore passa dal rame all'acqua che, quando ha raggiunto una temperatura adeguata, va a riempire un boiler per venire poi distribuita nei bagni e nelle cucine quando serve. In Israele il 75% dell'acqua calda usata in casa è ottenuto in questo modo.

Per ottenere energia elettrica direttamente dal Sole occorre usare una cella fotovoltaica, un termine complicato che è l'unione della parola greca photos (luce) con il nome dato all'unità di misura dell'elettricità, il volt. Una cella fotovoltaica riesce a trasformare la luce in elettricità grazie a particolari materiali, i semiconduttori, con cui è costruita.

Il cuore di una cella è fatto da due sottilissimi strati di silicio purissimo. Lo strato superiore contiene una spruzzata di fosforo (strato n), mentre quello sottostante un pizzico di boro (strato p). Quando i raggi del Sole colpiscono lo strato superiore e lo riscaldano, si ottiene la fuoriuscita di alcuni elettroni. Gli elettroni liberi sono attirati dallo strato sottostante e, spostandosi da una parte all'altra, sullo strato di partenza (lo strato n) si creano dei vuoti che vengono subito riempiti da altri elettroni. Da tale movimento di particelle ha origine il fluire della corrente elettrica.

Tuttosapere aprile 2013

Vi invito a visitare il numero di aprile di Tuttosapere, il bellissimo Giornalino on line con redazione tutta verzuolese condotta dal bravo Davide.

Cliccate sull'immagine per leggere on line o scaricare.

Nel frattempo vi do un'anticipazione della rivista. Provate a risolvere il seguente gioco matematico.

Osserva la seguente sequenza di numeri interi: quale sarà il decimo numero? 7  10  9  12  11 ....

La Giornata della Terra

La Giornata della Terra (in inglese Earth Day), è il nome usato per indicare il giorno in cui si celebra l'ambiente e la salvaguardia del pianeta Terra. Le nazioni Unite celebrano questa festa ogni anno, un mese e due giorni dopo l'equinozio di primavera, il 22 aprile. La celebrazione che vuole coinvolgere più nazioni possibili, ad oggi coinvolge precisamente 175 paesi. Nata il 22 aprile 1970 per sottolineare la necessità della conservazione delle risorse naturali della Terra.

I gruppi ecologisti lo utilizzano come occasione per valutare le problematiche del pianeta: l'inquinamento di aria, acqua e suolo, la distruzione degli ecosistemi, le migliaia di piante e specie animali che scompaiono, e l'esaurimento delle risorse non rinnovabili. Si insiste in soluzioni che permettano di eliminare gli effetti negativi delle attività dell'uomo; queste soluzioni includono il riciclo dei materiali, la conservazione delle risorse naturali come il petrolio e i gas fossili, il divieto di utilizzare prodotti chimici dannosi, la cessazione della distruzione di habitat fondamentali come i boschi umidi e la protezione delle specie minacciate.

Eulero

Oggi sarebbero 306 anni dalla nascita del grande matematico svizzero Leonhard Paul Euler, alias Eulero, a cui è dedicato il doodle di Google odierno. Accostato a Pitagora, Euclide e Newton, ha indagato ogni branca della disciplina madre dalla geometria alla trigonometria, dal calcolo infinitesimale all' analisi, dedicandosi anche alla fisica e all' astronomia. 

Eulero aveva perso l'occhio destro appena trentenne, si dice per il troppo lavoro o per aver fissato troppo a lungo il Sole alla ricerca di un nuovo modo per misurare lo scorrere del tempo. A questa perdita Eulero, anche in virtù della sua grande fede, aveva reagito bene, dichiarando “ Ora avrò minore occasione di distrazione”; consentiva anche agli altri di scherzarci su, come faceva Federico Il Grande di Prussia, alla cui corte Eulero aveva vissuto per 25 anni dal 1741 al 1766, chiamandolo il “ Ciclope della Matematica”. Per trent’anni l'occhio sinistro aveva retto da solo, ma poi si era spento del tutto, così che la presenza dei due assistenti si era fatta indispensabile. 

I contributi di Eulero sono innumerevoli e inestimabili: dall'introduzione di alcune notazioni e simboli fondamentali - come il pi greco, la e per il numero di Nepero (costante fondamentale per lo studio dei logaritmi in analisi, da allora numero di Eulero), le notazioni di seno e coseno in trigonometria e quella f(x) per le funzioni – alla formula di Eulero dei numeri complessi, dalla risoluzione del problema dei sette ponti di Königsberg (che diede il via allo studio dei grafi), alla formula per calcolare molti dei numeri primi, per i quali il matematico aveva una passione particolare. E questi non sono che pochi esempi della sua opera. 

Sue infatti sono anche alcune tra le più importanti equazioni della geometria e la soluzione di molti problemi di Pierre Fermat, anche se non  dell' Ultimo di cui diede solo una soluzione parziale. Ma soprattutto è sua quella che viene oggi considerata la formula più bella della matematica, ovvero l' Identità di Eulero: e iπ  +1 = 0. A definirla così fu Richard Feynman perché lega tra loro, attraverso gli operatori fondamentali della matematica (uguaglianza, addizione, moltiplicazione ed esponenziazione), alcune tra le costanti, i numeri e i simboli più importanti. 

Secondo lo stesso Eulero molte di queste scoperte e intuizioni matematiche sono merito dei figli: la maggiore parte di esse, amava ripetere, gli sono venute alla mente infatti mentre cullava uno dei suoi tredici pargoli, e non mentre si consumava gli occhi sui fogli di calcolo. Del resto, come disse il matematico e fisico francese François Arago: “ Eulero calcolava senza sforzo apparente, così come gli uomini respirano o le aquile si sostengono nel vento”.