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livello medio
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ARGOMENTO: ASTROFISICA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: cosmologia
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Secondo Galileo la scienza deve basarsi sui fatti, cioè sulle misure. Un principio scientifico che è stato accettato per secoli da cui deriva che ciò che non è misurabile non rientra nell’ambito della scienza! Poiché quello che c’era prima del Big Bang non è oggi osservabile, su di esso la scienza non può dare quindi delle risposte. Si possono formulare ipotesi e teorie ma, sin tanto che non si osserva un qualcosa di osservabile, ogni deduzione resta nel mondo della fantasia scientifica. Una delle attività speculative più intriganti in cosmologia è cosa c’era prima del Big Bang. Nonostante il proliferare delle teorie nessuno è però ancora riuscito a dimostrare l’Origine dell’Universo.
Pepper’s ghost – Fonte Le Monde Illustré, no. 406, 21 January 1865, p. 48
Peppers Ghost.jpg – Wikimedia Commons
Londra, 24 dicembre 1862. Nel teatro annesso alla Royal Polytechnic Institution venne rappresentato The Haunted Man, tratto dall’omonimo romanzo breve di Charles Dickens (Il Patto col Fantasma – 1848). Improvvisamente sulla scena apparve un Fantasma con le sembianze del tipico spettro vittoriano: pallido e vestito di un lenzuolo bianco. Ma ciò che meravigliò gli spettatori è che lo spettro appariva semitrasparente e impalpabile, proprio come … un fantasma. Inoltre, era capace di apparire e sparire in modo istantaneo. Quella fu la prima volta che venne utilizzato in teatro un nuovo effetto speciale che passò alla storia col nome di Fantasma di Pepper, Pepper’s Ghost dal nome di John Henry Pepper, che riprese l’effetto inventato nel XVI secolo dal filosofo e alchimista italiano Giovanni Battista Della Porta. Il trucco che consentiva questo strabiliante effetto è illustrato nell’immagine da una rivista dell’epoca. L’attore, che interpretava il Fantasma, si trovava in realtà al di sotto del palco, nascosto al pubblico e veniva illuminato da una luce molto forte proveniente da un proiettore. La sua immagine veniva riflessa sul palco da un grande vetro inclinato, non visibile al pubblico, perché trasparente. Il fantasma così riprodotto poteva quindi interagire con l’attore in carne e ossa che però poteva anche passarci attraverso. Dall’apparizione nei teatri, a metà dell’Ottocento, la tecnica fantasmagorica continua anche nel XXI secolo suscitando sempre meraviglia. L’effetto magico dell’illusione si ottiene con le proiezioni olografiche. Un ologramma è una fotografia tridimensionale prodotta con l’aiuto di un laser. Il fascio di luce laser passa attraverso uno specchio semi-trasparente (beam-splitter) e crea due raggi distinti: il primo va ad illuminare direttamente il soggetto da proiettare, nell’esempio sottostante una mela, mentre il secondo viene convogliato con l’utilizzo di appositi specchi verso la lastra olografica. Al di là degli effetti scenici, questa tecnica ha spinto gli scienziati a studiare gli ologrammi nella speranza di comprendere meglio il nostro universo e spiegare come spazio e tempo si siano prodotti.
La magia degli ologrammi
La Fotografia registra solamente la posizione e l’intensità della luce dei vari punti che costituiscono l’immagine, l’Olografia registra anche la fase della luce. Quando la pellicola viene sviluppata risulta visibile solo un intrico di linee chiare e scure ma, illuminata da un altro raggio laser, ecco apparire il soggetto originale in tre dimensioni. A livello scientifico, gli ologrammi sono riproduzioni 3D dell’immagine registrata di un certo oggetto. Oltre a possedere tre dimensioni, gli ologrammi hanno la particolarità di essere immagini stereoscopiche, cioè di apparire diverse a seconda del punto di vista da cui si guardano. La tridimensionalità non è l’unica caratteristica interessante degli ologrammi: se l’ologramma di una mela viene tagliata a metà e poi illuminata da un laser, si scopre che ciascuna metà conterrà ancora l’intera immagine della mela. Anche continuando a dividere le due metà, vedremo che ogni minuscolo frammento di pellicola conterrà sempre una versione più piccola, ma intatta, della stessa immagine. In pratica, diversamente dalle normali fotografie, ogni parte di un ologramma contiene tutte le informazioni possedute dall’ologramma integro.
Qual è l’analogia con l’Universo?
In ambito cosmologico, per avere una rappresentazione semplificata della formulazione olografica, possiamo immaginare una superficie ideale, sulla quale tutta l’informazione dell’universo venga in qualche modo registrata, come in un ologramma: uno schermo che contiene la scena dell’intero universo. L’Universo può essere descritto come la totalità dello spazio e del suo contenuto di materia ed energia: pianeti, galassie, stelle. In un universo olografico persino il tempo e lo spazio tridimensionale dovrebbero venire interpretati come semplici proiezioni di un sistema più complesso. Un’ipotesi difficile da immaginare perché, a questo punto potremmo chiederci cosa siano tutte le cose che ci circondano, la nostra realtà che potrebbe essere una sorta di super-ologramma dove il passato, il presente ed il futuro coesistono simultaneamente. Qualora questo fosse vero, forse un giorno potremmo spingerci entro quel livello della realtà e cogliere delle scene del nostro passato da lungo tempo dimenticato. Ma c’è dell’altro.
Se dovesse esistere, dovrebbe contenere ogni singola particella subatomica presente, passata e futura, nonché ogni possibile configurazione di materia ed energia: dai chicchi di riso alle galassie, dagli oceani ai raggi cosmici. Potremmo immaginarlo come una specie di immenso contenitore cosmico di tutto ciò che esiste.
Fine I parte – continua
Vincenzo Popio
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PARTE I PARTE II
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Laureato in Scienze Marine presso l’Università di Pisa con un Ph. D. in Maritime Science e Master in “Environmental science and sea pollution research” presso la Pacific Western University di Los Angeles, California, il dottor Popio ha trascorso oltre 32 anni di servizio attivo nella Marina Militare. Ha ricoperto incarichi di Comando a bordo delle unità navali, come Direttore agli Studi presso Istituti di Formazione militare e come rappresentante della Marina presso l’Ufficio del Sottocapo di Stato Maggiore della Difesa. Lasciato il servizio attivo, il dr. Popio, ha continuato, in campo civile, a fornire il proprio contributo per la salvaguardia dell’ambiente marino e di tutte le sue specie, collaborando in diversi progetti riguardanti l’ambiente, con le Università di Bari, Lecce, Napoli e con l’Istituto per l’Ambiente Marino Costiero-CNR di Taranto. Numerosi sono gli articoli pubblicati sulla stampa locale sull’inquinamento (aria, mare, suolo) a Taranto, dovuto alla presenza delle industrie pesanti. Uno studio particolare è stato effettuato sul Mar Piccolo e il Mar Grande di Taranto.