TUTTOSCIENZE 22 gennaio 97


LUCI INUTILI Da Torino un pessimo esempio
Autore: P_BIA

ARGOMENTI: ENERGIA, ECOLOGIA
LUOGHI: ITALIA, EUROPA, ITALIA, TORINO (TO)

DI chi è il cielo stellato? Di tutti, si può supporre che sia la risposta giuridica. Tutti, infatti, abbiamo il diritto di contemplare questa metà del paesaggio che sta sopra di noi, non meno importante di quella che sta sotto. Anzi, forse anche più importante, perché è una finestra sull'universo che ci pone le grandi domande sul significato dell'esistenza. E invece questo bene comune che è il cielo stellato ci viene sottratto da amministrazioni comunali maldestre o, peggio, da discoteche che attirano i clienti con fasci di luce laser. Se la legge contro l'inquinamento luminoso verrà approvata, anche Torino dovrà ripensare il proprio sistema di illuminazione. Che è tra i più «casual». Ci sono lampade di ogni tipo: a lanterna (imitazione kitsch di quelle antiche); a palla (più recenti, installate, per esempio, in piazza Solferino); a stelo altissimo (come in piazza Carducci). Quanto alla tecnologia impiegata, va dal vecchio tungsteno ai vapori di mercurio o di sodio. Non c'è, oggi a Torino, una unità stilistica dell'illuminazione pubblica. Il solo aspetto che accomuna i più vari tipi di lampada sta nella loro irrazionalità. Quasi mai il punto-luce è coperto da un cappelletto riflettente verso il basso, per cui si ha dispersione verso l'alto: così in buona parte la luce non va sulle strade, dove servirebbe, ma verso il cielo, dove cancella le stelle. Si calcola che evitando queste dispersioni in Italia si potrebbero risparmiare 400 miliardi all'anno di elettricità. Sconcertante, poi, è l'illuminazione della Mole Antonelliana o di monumenti come quello a Vittorio Emanuele II: fari da parecchie decine di kilowatt sparati al cielo, talvolta così mal diretti da non lambire neppure il loro bersaglio. Mentre risultati migliori si potrebbero ottenere con una illuminazione dall'alto al basso. Ma per farlo ci vorrebbero sensibilità culturale e competenza. Merce rara.(p. bia.)


TUTTOSCIENZE SCUOLA. I GRANDI VIAGGI DEGLI UCCELLI Tecniche di volo ad alta quota Record di altezza delle oche selvatiche: 9000 metri
LUOGHI: ITALIA
TABELLE: D. A quali altezze volano gli uccelli

Alcuni uccelli durante le loro migrazioni tra Nord e Sud si riposano appollaiandosi tra i canneti che crescono nelle paludi. Durante la stagione fredda il cibo spesso è scarso tanto che i giovani uccelli possono perdere fino ai 10 per cento del peso. Alcuni muoiono di fame e altri restano vittime dei predatori. Le giovani rondini si raggruppano sui fili delle linee elettriche in prossimità dei loro nidi e si esercitano nel volo per essere pronte alla imminente partenza. Nello stesso tempo memorizzano la zona per ricordarla quando ritorneranno la primavera successiva. COME VOLANO GLI UCCELLI. Alcuni uccelli volano sbattendo le ali senza interruzione; altri, invece, si affidano a tecniche che consentono di risparmiare energia, per esempio veleggiando o viaggiando a grandi altezze; in questo modo riescono a coprire distanze enormi senza stancarsi troppo. LE CORRENTI TERMICHE. Uno dei sistemi più spettacolari utilizzato per volare è quello che consiste nello sfruttare le correnti termiche. Gli uccelli sfruttano le termiche, cioè correnti di aria calda che sale dal suolo, per guadagnare centinaia di metri in altezza. Una volta giunti in quota veleggiano in leggera discesa fino a raggiungere la base di un'altra termica, dove riprendono il giochetto. LE CORRENTI DINAMICHE. Gli uccelli marini riescono a guadagnare oltre 20 metri di quota compiendo ampi giri nel vento sfruttando le deboli correnti create dall'effetto dell'aria sull'acqua; una volta in alto veleggiano facendosi spingere dal vento per spostarsi in orizzontale.


TUTTOSCIENZE SCUOLA. NUOVA ZELANDA Eruzioni da 100 chilometri cubi Ciclopiche attività vulcaniche nel Tongariro National Park
Autore: MORETTI MARCO

ARGOMENTI: GEOGRAFIA E GEOFISICA, VULCANO, AMBIENTE, ECOLOGIA
ORGANIZZAZIONI: INSTITUTE OF GEOLOGICAL AND NUCLEAR SCIENCES
LUOGHI: ESTERO, OCEANIA, NUOVA ZELANDA

IL monte Ruapehu è tornato a esplodere. Nell'ultimo anno le eruzioni si sono susseguite con tre fasi violente nel settembre 1995 e nel giugno e luglio 1996. Manifestazioni naturali con colate di lava, lancio di massi e nuvole di cenere che s'innalzano per migliaia di metri prima di ricadere in un raggio di oltre 100 chilometri. Uno spettacolo che la televisione neozelandese Tvnz non si è lasciata sfuggire, anche se agli antipodi il fenomeno non è poi così originale. Il Ruapehu ha eruzioni frequenti, le ultime sono state nel 1861, 1945, 1947, 1953, 1969, 1975 e 1988. Nel 1953 ha provocato il più grave disastro naturale della Nuova Zelanda: il lago contenuto nel suo cratere ha scaricato un'immensa quantità d'acqua che ha fatto straripare il fiume Whangaehu spazzando via un ponte pochi minuti prima del passaggio di un treno, provocando 153 vittime. E l'anno scorso la cenere spinta dal vento ha costretto l'aeroporto internazionale di Auckland, situato 350 chilometri a Nord, a chiudere più volte. Ecco perché i neozelandesi sono attenti alle notizie - su frequenza delle scosse e altezza della colonna di cenere - fornite ogni giorno dall'Institute of Geologi cal and Nuclear Sciences attraverso radio e tivù. La Nuova Zelanda è un Paese ad alto rischio sismico: appoggia su un segmento dell'anello di fuoco in cui convergono due dei grandi scudi che formano la crosta terrestre, quello del Pacifico e quello Indo-australiano. La frizione fra i due scudi provoca la liquefazione delle rocce che formano la crosta, il risultato della fusione dei minerali è un magma meno denso del materiale circostante che emerge attraverso crepe del terreno e forma i vulcani. E' un processo geofisico tuttora attivo: Rangitoto, un'isola della baia di Auckland, è emersa dal mare meno di 800 anni fa. La Nuova Zelanda è la parte emersa del mondo marino che la circonda: uno scenario di crinali e valli sommerse, pareti ripide, increspamenti e piani testimonia che qui la crosta terrestre è stata accartocciata creando gigantesche pieghe e movimentata da fessure e vulcani sottomarini. L'Isola del Nord, dove si trova il Ruapehu, è caratterizzata da una cintura di 150 vulcani - in parte attivi - che si snoda per oltre 200 chilometri tra White Island (nella Bay of Plenty) e il monte Egmont. E ha il suo epicentro nel Tongariro National Park, dominato da tre coni attivi: Ruapehu, Tongariro e Ngauruhoe. Ruapehu - nella lingua maori questa parola significa «buco esplosivo» - è il più alto vulcano dell'isola (raggiunge i 2796 metri) e ha una cima piatta lunga tre chilometri dove si trovano sei distinti ghiacciai e il ribollente Crater Lake. La vegetazione del parco è mutata a seguito delle eruzioni, soprattutto di quella colossale del vulcano Taupo che nel 186 d. C. devastò la regione: sputò 100 chilometri cubi di materia e liberò una cascata di lava che - uscendo a velocità altissima - incenerì le foreste della zona che forma il Nord del parco, coperta oggi da bassi cespugli. Il Tongariro fu il primo parco della Nuova Zelanda e il terzo del mondo dopo lo Yellowstone (Usa) e il Royal (Australia): fu creato nel 1887, dopo che il capo maori Horonuku Te Heuheu Tufino donò il territorio allo Stato perché fosse protetto. Per la mitologia maori le manifestazioni geotermiche sono il dono delle divinità polinesiane, che ascoltarono la preghiera rivolta loro - dagli antenati giunti nell'isola - per essere scaldati in questa terra fredda. La regione di Rororua, a Nord del parco, è un mosaico bollente di vulcani, geyser, pozze di fanghi e sorgenti sulfuree. Lo scrittore Bernard Shaw, dopo una visita a Rotorua nel 1934, dichiarò: «Sono contento di essermi così avvicinato all'inferno e di poter ritornare». Marco Moretti


TUTTOSCIENZE SCUOLA. INTERNET Un sito per salvare i gorilla
Autore: F_PE

ARGOMENTI: ZOOLOGIA, COMUNICAZIONI, ELETTRONICA, INFORMATICA, ECOLOGIA, AMBIENTE
ORGANIZZAZIONI: DIANE FOSSEY GORILLA FUND, INTERNET
LUOGHI: ESTERO, AFRICA

CHI vuole adottare Amy? Precisiamo subito che Amy è un piccolo gorilla di montagna nato in questi mesi sulle pendici del Virunga, il massiccio vulcanico dell'Africa equatoriale. L'adozione (a distanza, beninteso) del giovane gorilla costa soltanto trenta dollari, in cambio dei quali, oltre a una T-shirt e alla foto di Amy, si riceveranno periodici rapporti sulla sua crescita e sui suoi progressi. Questa è una delle tante iniziative promosse dal Diane Fossey Gorilla Fund e l'indirizzo su Internet è: http://voyager. paramount.com/ CSave.html La Fondazione, impegnata nello studio e nella difesa dei celebri «gorilla nella nebbia», è ospitata in un sito sponsorizzato dalla casa cinematografica Paramount. «La situazione - denunciano i responsabili della Fondazione - è drammatica. Se continueranno le interferenze dell'uomo nelle foreste africane e se non ci sarà un intervento immediato da parte dei loro cugini più prossimi, cioè noi e voi, i gorilla di montagna potrebbero scomparire prima della fine del secolo». Il progetto più ambizioso della Fondazione prevede anche l'uso del laboratorio radar che si trova a bordo dello shuttle «Endeavor» per un'indagine sul territorio e sulla popolazione dei gorilla, i quali si stanno spostando verso le foreste dell'Uganda, costretti ad abbandonare i loro territori che le vicende drammatiche del Ruanda e dello Zaire hanno reso insicuri. Per allargare la ricerca a tutti i primati, ci si può collegare con il sito creato da Tim Knigh di Seattle: http: //www.selu.com/~bio/ Qui è possibile trovare gli indirizzi di tutti i centri e le associazioni che si occupano di primati e inoltre si può visitare la «Galleria dei primati» che raccoglie centinaia di immagini, fotografie e disegni, su tutte le specie viventi di questo importante ordine di mammiferi, al quale noi stessi apparteniamo. Da uno dei collegamenti di Tim Knigh, siamo arrivati al progetto più rivoluzionario in difesa dei primati: il Gap, Great Ape Project, reperibile a questo indirizzo di Internet: http://envirolink. org/arrs/gap/ gaphome.html L'iniziativa, l'unica che probabilmente sarebbe in grado di garantire la sopravvivenza, è stata presentata due anni fa a Londra dai massimi studiosi del settore. Obiettivo dei promotori è l'estensione dei diritti umani a tutte le scimmie antropomorfe, con la richiesta all'Onu di una dichiarazione ufficiale che li possa proteggere, evitandone l'estinzione. «Noi chiediamo che tutte le grandi scimmie, essere umani, scimpanzè, gorilla e oranghi - dicono i responsabili del Gap - vengano considerate "persone", con gli stessi diritti fondamentali, il diritto della vita e alla libertà individuale, e che ci sia una netta condanna per ogni forma di tortura». Fra le interessanti pagine curate dal Gap c'è anche un modulo di adesione all'iniziativa: chi è d'accordo se lo può stampare per poi spedirlo all'Associazione dopo averlo compilato e sottoscritto. (f. pe.)


FINESTRE E SPECCHI DEL FUTURO Arrivano i vetri a colorazione regolabile Quando li attraversa una corrente elettrica modificano la loro struttura
Autore: FOCHI GIANNI

ARGOMENTI: CHIMICA
LUOGHI: ITALIA

SEMBRA destinato a diffondersi uno dei tanti lussi che per ora si trovano solo sulle Rolls-Royce e su poche altre auto di gran prestigio. Quando si fa buio e i fari delle macchine che seguono, riflettendosi negli specchietti retrovisori, incominciano a dare fastidio, basta agire su un comando elettrico e i riflessi si attenuano. Gli specchietti, prodotti dalla Gentex, possono scurirsi più o meno, secondo il desiderio del guidatore. In un prossimo futuro anche i vetri dei finestrini potranno comportarsi nello stesso modo, contribuendo al benessere dei passeggeri durante i viaggi estivi e al momento di rientrare nell'auto parcheggiata sotto il sole. Anche le finestre degli edifici potranno scurirsi a comando, riducendo i consumi degli impianti di condizionamento. Queste novità si basano su sottilissime celle elettrolitiche trasparenti, nelle quali il passaggio di corrente provoca reazioni che producono sostanze colorate: di qui il nome di sistemi elettrocromici. Due lastre di vetro, rivestite sul lato interno d'uno strato conduttore trasparente (per esempio, ossidi d'indio o stagno), costituiscono nello stesso tempo le pareti della cella e gli elettrodi. Negli specchietti Gentex, quando passa la corrente elettrica, in prossimità dell'elettrodo positivo un composto organico perde elettroni, e, da incolore, diventa blu. Il ritorno allo stato iniziale avviene spontaneamente un po' alla volta quando la corrente s'interrompe, ma può essere accelerato se s'inverte per un istante la polarità degli elettrodi. Le finestre elettrocromiche non sono ancora sul mercato, ma ormai poco ci manca. A esse non può essere applicato lo stesso sistema degli specchietti, perché in superfici grandi la colorazione non è omogenea. Diverse aziende vetrarie, fra cui in Europa la Pilkington e la Saint Gobain, stanno sviluppando finestre vicine al metro quadrato di superficie, che al loro interno hanno, rispetto agli specchietti retrovisori, anche un sottilissimo strato trasparente di triossido di tung steno, aderente all'elettrodo negativo. L'elettrolita fra le due pareti della cella contiene ioni litio: quando viene applicata una differenza di potenziale di circa 1,5 volt essi acquistano elettroni, perdendo la loro carica positiva e cioè diventando atomi neutri, che vanno a sciogliersi nel triossido di tungste no. Questo composto, normalmente incolore, si trasforma allora in una sostanza blu, che rimane stabile a lungo anche se viene tolta la tensione. Si possono così avere finestre del color del cielo, capaci di filtrare tre quarti dell'energia trasportata dalla luce solare visibile. Per farle tornare incolori, basta anche in questo caso invertire la polarità. Fare previsioni per lo sviluppo commerciale è sempre rischioso, ma i progressi già fatti nel settore e il forte impegno delle maggiori società vetrarie mondiali permettono di sbilanciarsi, immaginando che fra 3 anni avremo finestrini elettrocromici nelle auto, fra 5 anni vetri elettrocromici nell'edilizia. Più lontana sembra al momento la possibilità di usare celle elettrocromiche nella costruzione di tabelloni segnaletici, da collocare, per esempio, nelle stazioni ferroviarie per indicare i treni in partenza e in arrivo. Ci sono alcuni problemi non ancora ben risolti. Mentre una finestra può impiegare qualche minuto a cambiar colore, le scritte su un tabellone devono formarsi e scomparire rapidamente, e questo i sistemi elettrocromici non sono ancora pronti a farlo. La loro reversibilità, fra l'altro, non è perfetta: a ogni ciclo di funzionamento un pochino si deteriorano. Gianni Fochi Scuola Normale di Pisa


PROPOSTA AI SINDACI Il 5 aprile città al buio per vedere la cometa Intanto è partita la legge contro l'inquinamento luminoso
Autore: PRESTINENZA LUIGI

ARGOMENTI: ASTRONOMIA, ECOLOGIA, DISEGNO DI LEGGE, INQUINAMENTO, ENERGIA
NOMI: VANIN GABRIELE, DI SORA MARIO, DIANA LINO
ORGANIZZAZIONI: SAIT
LUOGHI: ITALIA, EUROPA, ITALIA, ROMA

LA battaglia contro l'inquinamento luminoso, l'ultima e più subdola forma di deterioramento dell'ambiente, è prima di tutto una questione di sensibilità culturale. Illuminare è necessario: è un fatto di sicurezza e di estetica (nel caso di certi monumenti). Ma è inutile e dispendioso illuminare male, con diffusori inadeguati e fasci di luce rivolti verso l'alto, dove, aiutati dallo smog, accrescono il fenomeno naturale della diffusione della luce, impedendo quindi di contemplare il meraviglioso spettacolo del cielo notturno, delle stelle, dei pianeti. Ogni città, grande o media che sia, è ormai il centro di un'aureola luminosa visibile talvolta dalla distanza di 50- 100 chilometri: e il danno è irreparabile per chi coltiva l'interesse per l'astronomia, senza contare lo spreco energetico. Luci eccessive, dunque, e mal dirette. Persino gli ambientalisti, alle prese con altri problemi, hanno stentato ad accorgersi di queste cose. E gli stessi astronomi professionisti innegabilmente hanno tardato ad alzare la voce, come potevano e dovevano fare: adesso la Sait, la Società astronomica italiana, è impegnata anch'essa contro l'inquinamento da luci, ma non siamo riusciti a vederne un rappresentante nella conferenza stampa indetta giorni fa in Senato per presentare il disegno di legge numero 751, normativa anti-inquinamento luminoso che porta le firme di parlamentari dell'intero arco politico. C'erano, invece, gli astronomi non professionisti, a cominciare dal presidente della loro associazione, Gabriele Vanin; e hanno anche collaborato, come Mario di Sora, direttore dell'Osservatorio di Campocatino (Frosinone), alla stesura della proposta di legge e della relazione che l'accompagna, primo firmatario il sen. Lino Diana, accanto a Lorenzi, Lubrano, Di Ricco, Giaretta e altri. Nè mancavano i tecnici dell'illuminazione, da Guzzini a Cariboni, da Fabrizi a De Luca, rappresentanti questi ultimi dell'Acea, che gestisce i 140 mila punti luce della capitale. Adesso la legge affronta il lungo itinerario attraverso le elefantiache procedure del sistema bicamerale: prevede l'adeguamento dei criteri delle Regioni per i settori edili e industriali, il controllo delle Province sul corretto e razionale uso dell'energia elettrica, il dotarsi per i Comumi di piani regolatori di illuminazione entro due anni dall'entrata in vigore della legge. Previsti anche contributi per i Comuni che ricadono nelle fasce di salvaguardia degli osservatori. E' interessante la stima di un risparmio energetico di almeno 400 miliardi. Sarà possibile giungere all'approvazione già in commissione, in sede deliberante? Ovviamente, il problema non è solo italiano. «Time» gli ha appena dedicato due pagine, riferendo delle iniziative in tutto il mondo contro l'inquinamento luminoso. Misure autonome sono già state prese anche da noi, da vari enti locali. E l'Unione astrofili italiani ha proposto per il 5 aprile una «Notte della cometa»: in occasione del passaggio della luminosa «Hale- Bopp» i Comuni sono invitati a spegnere le luci esterne per due ore, dalle 21 alle 23. Luigi Prestinenza


SCAFFALE Fraser, Lillestol, Sellevag: «Nel mistero dell'universo», De Agostini
AUTORE: BIANUCCI PIERO
ARGOMENTI: ASTRONOMIA, PRESENTAZIONE, LIBRI
LUOGHI: ITALIA

Tra l'estremamente grande e l'estremamente piccolo, l'uomo, con le sue dimensioni dell'ordine di un paio di metri, occupa una posizione intermedia. Il limite del microcosmo è rappresentato dalla «lunghezza di Planck»: qualcosa di più piccolo è difficilmente immaginabile perché, per «vederlo» occorrerebbe una radiazione così energetica che i suoi «granuli» si trasformerebbero in buchi neri. Il limite del macrocosmo è invece costituito dal fronte di espansione raggiunto dalle galassie più lontane, un viaggio che iniziò circa 15 miliardi di anni fa. L'esplorazione di questi limiti e di tutto quanto sta in mezzo ad essi è stata compiuta in gran parte negli ultimi novant'anni grazie ai grandi acceleratori di particelle subnucleari, ai grandi telescopi e alle sonde spaziali. Questo libro splendidamente illustrato ce ne fornisce una panoramica molto semplice ed efficace, mostrando come la microfisica e la macrofisica negli ultimi anni si siano praticamente fuse, contribuendo a chiarire reciprocamente i loro problemi. L'introduzione è di Stephen Hawking. Piero Bianucci


SCAFFALE Masani Alberto: «La cosmologia nella storia fra scienza, religione e filosofia», La Scuola
AUTORE: BIANUCCI PIERO
ARGOMENTI: ASTRONOMIA, PRESENTAZIONE, LIBRI
LUOGHI: ITALIA

Molti libri oggi presentano gli ultimi spettacolari risultati della cosmologia, la scienza che studia l'universo nel suo insieme: origine ed evoluzione. Rari sono invece i libri che diano conto del percorso intellettuale, spesso tortuoso, che ha permesso di arrivare a quei risultati. Si perde così il senso storico delle attuali conoscenze, e quindi anche la percezione di quanto queste conoscenze, benché suggestive, siano precarie e provvisorie. Il saggio di Masani, già professore di astrofisica all'Università di Torino, recupera proprio gli aspetti storici della ricerca, mostrando come nuovi strumenti d'osservazione e nuovi strumenti culturali (come la fisica atomica e nucleare) abbiano portato agli attuali sviluppi della cosmologia. Particolarmente interessante è l'ultimo capitolo, che si spinge verso una sintesi ulteriore: l'integrazione dell'aspetto biologico nella cosmologia. Una prospettiva di ampio respiro che va al di là della scienza in senso stretto per far propri i più profondi interrogativi filosofici e religiosi.


SCAFFALE Booth Nicholas: «Il sistema solare», De Agostini
AUTORE: BIANUCCI PIERO
ARGOMENTI: ASTRONOMIA, PRESENTAZIONE, LIBRI
LUOGHI: ITALIA

QUANDO la Nasa rielaborò le immagini della superficie di Venere trasmesse nel '93 dalla navicella «Magellano», fu accusata di essersi prese troppe libertà: le montagne vi apparivano ingigantite grazie a un aumento di 22 volte della scala verticale e i colori giallo e grigio suggerivano un'idea forzata dell'attività vulcanica del pianeta. In effetti sappiamo ben poco sul colore dominante del paesaggio di Venere: le immagini radar non ci danno informazioni in proposito. L'elaborazione al computer con colori artificiali rende però molto più comprensibili le immagini, non solo all'uomo della strada, ma agli stessi scienziati. Così, oggi, le tecniche di trattamento delle immagini sono un fatto scontato: ed è proprio grazie ad esse se possiamo avere questo meraviglioso atlante del sistema solare scritto dal collaboratore della Nasa Nicholas Booth e curato, per l'edizione italiana, da Walter Ferreri. Le sonde spaziali nel trentennio 1960-90 hanno compiuto la straordinaria impresa di trasformare le vaghe conoscenze dei pianeti e dei loro satelliti in un capitolo della geografia: conosciamo ormai la superficie di Venere e di Mercurio, le valli e i vulcani di Marte, i crateri dei satelliti di Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno quasi con la stessa precisione con cui gli atlanti delineano la superficie terrestre. E questo libro è il più aggiornato riassunto divulgativo delle nuove conoscenze: non dovrebbe mancare nelle biblioteche, nelle scuole e nella libreria di chiunque abbia curiosità per il «villaggio planetario» al quale la Terra appartiene.


SCOPERTO NUOVO NUMERO PRIMO Piccoli computer battono il gigante
Autore: PEIRETTI FEDERICO

ARGOMENTI: MATEMATICA, INFORMATICA
NOMI: ARMENGAUD JOEL, WOLTMAN GEORGE, SLOWINSKI DAVID, CAGE PAUL
ORGANIZZAZIONI: INTERNET
LUOGHI: ITALIA
NOTE: Progetto GIMPS Great Internet Mersenne Prime Search

LA formica contro l'elefante: i personal computer da meno di mille dollari contro il supercalcolatore Cray, da parecchi milioni di dollari. E con l'aiuto di Internet, i piccoli computer, collegati fra loro, hanno vinto. Pare incredibile, ma sono riusciti a battere il supercalcolatore nella caccia al numero primo più grande. La notizia è stata data in questi giorni: un giovane programmatore parigino, Joel Armengaud, di 29 anni, ha trovato un numero primo di 421.000 cifre, battendo così il record precedente di David Slowinski e Paul Cage, i due ricercatori che avevano trovato recentemente un numero primo di 378.632 cifre (vedi «Tuttoscienze» del 20 novembre 1996) e che dominavano da parecchi anni la gara, avendo a disposizione uno dei calcolatori più potenti del mondo, il Cray T94. La maggior parte dei numeri primi più grandi che sono stati scoperti in questi ultimi anni, sono del tipo che viene chiamato «di Mersenne», cioè esprimibili (secondo la formula data dal celebre frate matematico nel Seicento) come potenze del 2 meno un'unità e aventi un numero primo ad esponente. Non sempre però i numeri di Mersenne sono realmente numeri primi, ed è quindi necessario controllarli pazientemente ad uno ad uno. Il più piccolo numero primo di Mersenne è 3, cioè 22-1, al quale segue 7, cioè 23-1. Il più grande, quello trovato da Armengaud, è 21.398.269-1, dove 1.398.269 è sempre un numero primo. Per controllare che questo numero fosse primo, Armengaud ha impiegato per 88 ore il suo computer, funzionante con un semplice microprocessore Pentium 90. La sua scoperta non è un fatto isolato o casuale, ma ha alle spalle una vasta organizzazione di cacciatori di numeri primi, più di mille persone, sparse in tutto il mondo e collegate fra loro, tramite Internet, al grande progetto GIMPS, Great Internet Mersenne Prime Search, che fa capo a George Woltman, un programmatore di Orlando, in Florida. Woltman, che divide con Armengaud la gloria del nuovo primato, ha lanciato all'inizio del '96 il suo progetto che prevede l'assegnazione, fra tutti i partecipanti alla grande caccia, di un intervallo di numeri di Mersenne, da controllare con un apposito programma distribuito gratuitamente. «Siamo stati incredibilmente fortunati nell'arrivare così presto a questo numero primo - dice Woltman - se si tiene presente che nell'intervallo dei numeri di Mersenne con esponente fra 1.000.000 e 2.000.000 soltanto tre probabilmente sono numeri primi. Due oggi sono noti e si tratta ora di verificare se ne esista ancora uno. Il nostro obiettivo è di arrivare a controllare tutti i numeri di Mersenne con esponente inferiore a 1.345.000 entro la fine del 1997 e quelli con esponente inferiore a 2.655.000 entro la fine del secolo, anche se questo richiederà parecchi milioni di ore computer». Il valore di questa ricerca va oltre il risultato raggiunto. Ha dimostrato infatti come sia possibile affrontare problemi anche complessi senza l'uso dei supercalcolatori, ma facendo affidamento su una rete di personal computer collegati fra loro. «Molti altri importanti progetti di ricerca possono essere avviati usando lo stesso sistema - fa osservare Woltman - in particolare quando non è possibile avere a disposizione un supercalcolatore. «Una rete di piccoli calcolatori infatti annulla i vantaggi del supercalcolatore e questi possono essere usati, ad esempio, per indagini sul territorio, sulle previsioni del tempo o per altre dimostrazioni ancora in sospeso nel campo della teoria dei numeri. In questo modo, molte persone potranno partecipare in futuro a importanti ricerche scientifiche». Chi fosse interessato alla grande caccia può entrare nel gruppo del Gimps, collegandosi su Internet al sito: http://www.mersenne.org/pri me.htm. Gli verrà fornito l'intervallo di numeri da controllare e il programma per effettuare questo controllo. Non è necessario essere grandi matematici o maghi del computer per svolgere questa ricerca: «Non è nemmeno necessario - dice Armengaud - conoscere il programma che si sta usando. E' sufficiente impegnare il vostro computer nei momenti in cui non lavora». Con un po' di fortuna si potrebbe così scoprire un nuovo numero primo da record e vedere il proprio nome scritto accanto a quello dei grandi matematici, studiosi della teoria dei numeri. Federico Peiretti


FISICA L'elettrone, la particella che ci cambiò la vita Un secolo dalla scoperta che segna l'inizio dell'esplorazione subatomica
Autore: PREDAZZI ENRICO

ARGOMENTI: FISICA, STORIA DELLA SCIENZA
NOMI: J.J. THOMSON, WATSON WILLIAM, G.J. STONES, KAUFMANN WALTER
LUOGHI: ITALIA

SI celebra in questi giorni il primo secolo dalla nascita della fisica delle particelle con la scoperta dell'elettrone, il granulo fondamentale di carica elettrica (negativa) cui è associata una massa minuscola, circa un duemillesimo della massa dell'elemento più leggero, l'idrogeno. La scoperta dell'elettrone è per la scienza una pietra miliare. Con esso per la prima volta si trovava una entità materiale più fondamentale degli elementi chimici cioè degli atomi. Cent'anni dopo, l'elettrone, oltre ad essere alla base di innumerevoli tecnologie che hanno cambiato profondamente la nostra vita quotidiana, rimane non solo una delle particelle più fondamentali e più studiate ma, anche, allo stesso tempo, una delle meglio conosciute e insieme delle più misteriose. Per esempio, sappiamo molto bene come l'elettrone interagisce, e conosciamo molte sue caratteristiche fisiche con grandissima precisione, per esempio la massa o la carica elettrica. Ma non ne conosciamo le dimensioni o, meglio, sappiamo che le sue dimensioni (in metri) sono inferiori ad un'allucinante serie di almeno 17 zeri dopo la virgola. Questa è la dimensione più piccola esplorata fino ad oggi. In altre parole, oggi per noi l'elettrone è ancora puntiforme esattamente come era risultato alle prime misure: un granulo di materia concentrato in un punto così piccolo che non riusciamo a stabilirne le dimensioni. Un fatto sconcertante, che rende necessaria una revisione del concetto di dimensione per una particella (cosa sulla quale non abbiamo, ovviamente, modo di elaborare). Quindi, per riassumere una lunga e complessa storia, se l'elettrone è la prima delle particelle elementari scoperte, oggi esso è ancora una delle poche per le quali si può a buon diritto usare il termine di elementare. Alla scoperta dell'elettrone, è tradizionalmente, saldamente legato il nome del grande fisico inglese J. J. Thomson, Premio Nobel della Fisica nel 1906... «in riconoscimento dei grandi meriti dei suoi studi teorici e sperimentali sulla conduzione dell'elettricità nei gas» (che, fra le altre cose, comprendono, appunto, la scoperta dell'elettrone nei cosiddetti raggi catodici). Mentre questa è una ulteriore occasione di ricordare i grandi meriti di Thomson, può, tuttavia, essere anche un'occasione per rimettere alcune cose nella giusta prospettiva e, fra l'altro, per ricordare anche gli altri ricercatori che, in effetti leggermente prima di lui, hanno praticamente fatto la stessa scoperta. In realtà, questo è possibile soltanto per i più importanti fra questi ricercatori perché i precursori a tale scoperta sono un numero veramente molto grande (già nella metà del '700, un amico di Benjamin Franklin, un inglese dal nome di William Watson, scriveva, parlando delle scariche elettriche in un gas, «era uno spettacolo straordinario, quando la stanza era al buio, vedere l'elettricità al suo passaggio» ). Cominciamo con il ricordare che Thomson che effettuava i suoi esperimenti nel prestigioso Cavendish Laboratory di Cambridge, ne rivelava per la prima volta i risultati (cioè la misura di e/m dove e è la carica ed m la massa di quello che per la prima volta nel 1891, e cioè cinque anni prima della sua scoperta, un fisico inglese, G. J. Stoney, aveva chiamato elet trone) in una conferenza alla Royal Institution solo il 30 aprile 1897. In realtà, queste stesse ricerche erano state contemporaneamente sviluppate in Germania a Konigsberg e a Berlino e, in effetti, il primo a riportare la misura di e/m è stato Emil Wiechert il 7 gennaio 1897 (data per la quale siamo un po' in ritardo) alla Società di Fisica ed Economia di Koni gsberg e il secondo è stato Walter Kaufmann (di Berlino) con un lavoro pubblicato anche nell'aprile 1897 (in effetti, già nel 1890 A. Schuster aveva tentato di effettuare questa misura senza peraltro riuscire ad ottenere un risultato pubblicabile). E' interessante chiedersi perché, universalmente, la scoperta dell'elettrone sia attribuita a Thomson se, seppure per pochissimo, lui non è stato il primo in assoluto a dare il valore fondamentale di e/m. In realtà, vi sono, probabilmente svariate ragioni. Intanto, la scuola tedesca, molto più conservativa di quella inglese, era estremamente riluttante a parlare di particelle e interpretava i fenomeni in studio (cioè la trasmissione dell'elettricità nei gas) come un fenomeno di trasmissione di raggi, (che, infatti, ancora oggi chiamiamo raggi catodici) un po' come quelli luminosi. La ragione più importante, tuttavia, è che, dei tre, l'unico che avrebbe misurato indipendentemente anche la carica, (separatamente, cioè oltre alla misura già ricordata del suo rapporto con la massa, il che, appunto, fornisce sia la massa che la carica di questa nuova particella) sarebbe stato proprio Thomson che avrebbe a questo scopo utilizzato uno strumento appena inventato e che tuttora i fisici chiamano ca mera di Wilson dal nome del fisico inglese C. T. R. Wilson (uno studente, appunto, di Thomson). Questa misura giustifica la correttezza della affermazione di Thomson secondo cui «... nei raggi catodici abbiamo della materia in un nuovo stato, uno stato in cui la suddivisione della materia è spinta molto oltre quella di un usuale gas: uno stato in cui tutta la materia... è di uno stesso tipo; questa materia essendo la sostanza che si ritrova in tutti gli elementi chimici (oggi diremmo questa materia essendo una nuova particella che chiamiamo elettrone)». E' una storia affascinante; più affascinante ancora che, a distanza di un secolo, così tante cose aspettino chi le scopra facendo fare un ulteriore passo avanti nella conoscenza dei segreti più reconditi della natura. Enrico Predazzi Università di Torino


PICCOLI LANCI Razzo tricolore cercasi
Autore: G_R

ARGOMENTI: AERONAUTICA E ASTRONAUTICA
ORGANIZZAZIONI: IRIDIUM, GLOBASTAR, ALENIA SPAZIO, TELEDESIC
LUOGHI: ITALIA

LA vita di un satellite in orbita geostazionaria è di circa 10 anni. In orbita bassa, di 5. Occorre perciò sostituirli periodicamente. Nel caso di Iridium e di Globalstar significa mettere in orbita 20 nuovi satelliti l'anno. Molti di più per una rete come Teledesic. Nel realizzare le costellazioni, i piccoli satelliti verranno lanciati a «grappoli», sfruttando così la capacità di carico dei razzi disponibili, concepiti per scagliare grandi carichi in orbita geostazionaria. Ma per rimpiazzarli si guarda con interesse ai nuovi progetti di lanciatori leggeri, capaci di mandare nello spazio un solo satellite per volta a costi contenuti. Il mercato per questi piccoli vettori spaziali è promettente. Oltre alle telecomunicazioni, c'è richiesta per la messa in orbita di mini-satelliti scientifici per ricerche di fisica, biologia, ambiente, microgravità. Un bu siness che interessa un po' tutti, dagli Usa a Paesi emergenti come India, Brasile, Israele. In questo panorama c'è una proposta italiana. Mettendo a frutto l'esperienza maturata con il programma del razzo europeo «Ariane», la Bpd (FiatAvio) ha ideato un vettore leggero a quattro stadi: il «Vega». Il progetto, recepito nella delibera del Cipe che fissa i criteri per il Piano Spaziale Nazionale, prevede due versioni, per carichi di 300 e di mille chili. La prima impiega il motore «Zefiro» a propellente solido per il primo e il secondo stadio, mentre la configurazione più potente avrà come primo stadio un motore derivato dai booster di «Ariane 5». Il terzo stadio, a propellente liquido, sarà sviluppato insieme all'ucraina Yuzhnoye, con la quale è già stato firmato un accordo di collaborazione. (g. r.)


ANCHE PER L'ITALIA GRANDE BUSINESS
ARGOMENTI: COMUNICAZIONI, TECNOLOGIA
ORGANIZZAZIONI: GLOBASTAR, IRIDIUM, STET, ALENIA SPAZIO
LUOGHI: ITALIA, EUROPA, ITALIA

I telefonini satellitari sono anche un successo delle aziende italiane. La Stet partecipa al programma «Iridium» con una quota del cinque per cento. La Iridium Italia, nuova società del gruppo, ha la responsabilità della gestione del servizio in ben diciannove Paesi (il «service provider» italiano sarà Tim), mentre il centro di controllo europeo della rete è affidato alla stazione della Nuova Telespazio, nella piana del Fucino. Ancora un'azienda italiana svolgerà un ruolo di primo piano nel programma di telefonia cellulare planetaria «Globalstar». E' la Alenia Spazio, che, oltre a essere tra i principali investitori, ha ricevuto un contratto per l'integrazione dei primi 56 satelliti (otto sono di riserva). Per far fronte alla commessa, Alenia Spazio ha realizzato una vera e propria linea di produzione, organizzata con criteri industriali per contenere i costi.


AL VIA DECINE DI SATELLITI La tua voce, dallo spazio Nel 1998 il telefonino diventerà planetario
Autore: RIOLFO GIANCARLO

ARGOMENTI: COMUNICAZIONI, TECNOLOGIA
NOMI: MCCAW CRAIG, GATES BILL
ORGANIZZAZIONI: GLOBASTAR, IRIDIUM, ALENIA SPAZIO
LUOGHI: ITALIA
TABELLE: C. La Rete «Globastar» e la Rete «Iridium»

L'ASPETTO è quello di un normale telefonino cellulare, ma segna una svolta nella storia delle telecomunicazioni. Collegandosi con una costellazione di satelliti, funzionerà in qualsiasi parte del mondo, anche dove non esistono reti cellulari: in mezzo al Sahara come nella foresta amazzonica. L'era della telefonia mobile globale inizia in questi giorni con la partenza dei primi tre satelliti del sistema Iridium, ideato dall'americana Motorola. Ne seguiranno altri 63, per completare una rete che avvolgerà la Terra. Ad agosto verranno anche lanciati i primi satelliti Globalstar, un consorzio internazionale, cui partecipa fra gli altri Alenia Spazio. Con un mercato potenziale stimato in decine di milioni di utenti, Globalstar e Iridium non sono soli nella corsa al telefonino satellitare, ma partono favoriti. Dei sistemi concorrenti, la costellazione Ico non verrà messa in orbita prima del 2001, mentre appare incerto l'avvenire di un quarto progetto, Odissey, alle prese con difficoltà finanziarie. Questi programmi gettano un sasso nello stagno delle telecomunicazioni via satellite, che da trent'anni s'identificano con i sistemi geostazionari. Un primato dovuto a una concezione semplice ed efficace: un veicolo in orbita lungo l'Equatore a 36 mila chilometri d'altezza gira attorno alla Terra in 24 ore, lo stesso tempo della rotazione del pianeta, restando così apparentemente immobile. Tre o quattro satelliti bastano per garantire una copertura globale (restano escluse solo le regioni prossime ai Poli), permettendo a voci e immagini di attraversare continenti e oceani. Ideali per i collegamenti tra le reti telefoniche e televisive, i satelliti geostazionari sono inadatti alle comunicazioni mobili personali. Per collegarsi, infatti, occorrono apparati ad alta potenza, costosi e ingombranti: quelli portatili sono grandi come una valigia. Per poter usare apparecchi molto piccoli, «palmari», bisogna ricorrere a satelliti in orbita bassa, cioè a qualche centinaio di chilometri d'altezza. Data la vicinanza alla Terra, l'area servita da ciascun veicolo spaziale risulta molto più piccola e quindi, per coprire tutto il pianeta, occorrono tanti più satelliti quanto minore è la loro altezza. Il sistema Iridium ne prevede 66, più altri sei di riserva, collocati lungo sei orbite polari a 780 chilometri da terra; Globalstar 40 operativi e 8 di scorta in orbita a 1400 chilometri d'altezza. In compenso, non avendo bisogno di potenti apparati di trasmissione, i satelliti possono avere dimensioni e massa contenute: 700 chili per Iridium, 450 per Globalstar. Mentre i satelliti geostazionari restano immobili rispetto a un dato punto sulla superficie terrestre, quelli in orbita bassa attraversano la volta celeste in pochi minuti (il periodo orbitale è di un'ora e 40 minuti per Iridium e di 2 ore per Globalstar). Con essi si sposta anche l'area di copertura, che ha un diametro di circa 5000 chilometri. Perciò le conversazioni verranno trasferite automaticamente da un satellite all'altro. Il procedimento è analogo a quello che, attraverso le «celle» di un sistema terrestre, ci permette di telefonare da un mezzo in movimento. Lanciando i satelliti a grappoli, al ritmo di una partenza ogni 45-60 giorni, la costellazione Iridium verrà ultimata verso la metà del prossimo anno, con un costo complessivo di quattro miliardi di dollari. La data prevista per l'inizio del servizio commerciale è il 24 settembre 1998. Globalstar seguirà il 1o gennaio 1999. I nuovi sistemi satellitari non si pongono in competizione con quelli cellulari, rispetto ai quali, anzi, svolgeranno un ruolo complementare. Sia Iridium sia Globalstar impiegheranno telefonini compatibili con la rete internazionale Gsm: le chiamate verranno inoltrate attraverso il sistema terrestre quando sarà possibile, altrimenti in collegamento con i satelliti. Questi ultimi hanno il vantaggio di poter estendere a costi ragionevoli il servizio di telefonia mobile a regioni scarsamente popolate come il Mid West degli Stati Uniti, il Canada e l'Australia. Inoltre, garantiranno i collegamenti in aree dove il telefono è ancora sconosciuto. In Africa i villaggi isolati sono 121 mila, oltre mezzo milione in India. Pur essendo simili concettualmente, i due sistemi presentano alcune differenze. Globalstar, più semplice ed economico, è concepito soprattutto come completamento delle reti telefoniche terrestri. Iridium punta alla copertura completa del pianeta e si presta per le sue caratteristiche anche alle comunicazioni con gli aerei in volo. L'interesse per i sistemi di satelliti in orbita bassa non è legato soltanto alla telefonia mobile. Nell'epoca della multimedialità, il futuro è delle «autostrade informatiche»: reti di satelliti capaci di trasmettere dati ad alta velocità impiegando frequenze molto più elevate delle attuali (20-30 GHz anziché 12-14 GHz). Esistono diversi progetti. Il più ardito è Teledesic: una costellazione di 840 satelliti in orbita a 700 chilometri d'altezza. Con un costo previsto di nove miliardi di dollari - stima che qualcuno considera un po' ottimistica - Teledesic offrirà a tutto il mondo i vantaggi della comunicazione multimediale. L'orbita bassa permette il collegamento diretto con i satelliti, anche con terminali portatili, e migliora la qualità della trasmissione, eliminando il ritardo dei segnali. Rimane la difficoltà di portare nello spazio un numero così elevato di satelliti, ma gli ideatori del progetto sono Craig McCaw, padre della telefonia cellulare, e Bill Gates, fondatore del colosso Microsoft. Nomi ai quali sembra imprudente accostare la parola «impossibile». Giancarlo Riolfo




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