SETTE LEZIONI DI ASTRONOMIA

La pagina della scienza

di Ivan Spelti                 

                   L’ astronomia per tutti

                                di Ivan Spelti

Questo mese spero mi perdonerete se parlerò del mio libro, complice l’opportunità che mi riserva questo spazio  per la scienza. Sono invitato a parlare di me per presentare il libro fresco di stampa dal titolo “Sette lezioni di astronomia”. E’ naturale che lo faccia con grande piacere, ma devo prima spiegare ai lettori perché ho sentito la forte esigenza di passare l’estate scorsa  a preparare il libro. Un giorno il prof. Antonio Petrucci, filosofo, storico, e caro amico, avendo seguito il mio corso, mi scrisse in un SMS “ dal momento che hai già pronto tutto il materiale in diapositive, perché non lo esprimi in sette brevi lezioni?”. L’invito nasceva dal fatto che sono abituato a presentare le lezioni con un ricco materiale documentario che non costituisce solo una traccia, bensì una vera e propria dispensa che rilascio sempre ai corsisti come metodo di lavoro. Forse attendevo quell’invito! Quanto poi al sintetizzarlo, è accaduto l’esatto contrario, ma era prevedibile. Sono rimaste sette lezioni, non brevi.

                                                        Il libro: frontespizio 

          la splendida galassia M101 con 200 miliardi di stelle

A proposito del “sette”: devo dire che non c’è stata alcuna volontà di parodiare il bel libro dell’amico  Carlo Rovelli “Sette brevi lezioni di Fisica” (che ho recensito mesi fa proprio su questo mensile), ma solo quella di organizzare un libro in sette capitoli che penso rappresenti un minimo insieme per trattare un gruppo di argomenti distanti nel tempo ma profondamente collegati da una visione unitaria del sapere.

Prima di proseguire, penso sia importante dare risalto al ruolo avuto dalla LUC (Libera Università il Crostolo) in questo evento, perché ero stato incaricato proprio dalla LUC di tenere per i soci un corso introduttivo di astronomia. La LUC di Reggio continua a regalarci sorprese. Oltre  al notevole aumento degli iscritti (oltre 500) e dei corsi, ha manifestato un’apertura particolare nei confronti della scienza, costruendo spazi di incontro appositi non sempre in passato riscontrabili in questa area di conoscenza, a volte sottostimata.

 Così ho tenuto  un  corso primaverile  frequentato da 80 iscritti, con un pubblico attento e partecipe formato  anche da chi si avvicinava per la  prima volta alla scienza, rilasciando ai corsisti come testimonianza  le copie “grezze” delle mie diapositive. Si è trattato di un corso adatto al grande pubblico, nel quale il taglio didattico coniugava  scoperte, notizie e biografie entro un percorso storico che partiva dall’antichità e giungeva  fino ai nostri giorni. Astronomia antica, rivoluzione copernicana, Galileo e Newton, stelle e nebulose, relatività ed espansione dell’universo, le moderne idee sull’universo, mondi extraterrestri, sono stati gli argomenti trattati, al fine di costruire  un primo  sapere unitario sull’astronomia. In definitiva, la storia delle “idee sul cielo”, insieme alle ultime novità, scoperte e teorie dei nostri giorni. Completare l’operazione di diffusione di questi argomenti  organizzandoli in un libro ha rappresentato per me un adeguato rispetto per i corsisti, che hanno apprezzato il taglio divulgativo-didattico delle lezioni ed è stata  l’occasione per inserire, nelle lezioni ampliate, riflessioni e commenti integrativi non sempre riscontrabili in opere similari ( e ce ne sono tante, anche ben migliori della mia).

                                                                                                   
                                             il cielo stellato

Ogni libro di astronomia incomincia dicendo che “l’astronomia è la più antica delle scienze”, che “guardare il cielo è stato sempre ed è uno degli spettacoli più affascinanti”, che “il senso d’immensità e di mistero sembra travolgerci” e così via. Tutto verissimo e da inquadrare nel più vasto scenario delle origini e degli sviluppi della scienza astronomica che per molti versi coincide con quella dell’umanità.

Il libro è per tutti, dichiaratamente didattico, e si rivolge al lettore appassionato all’astronomia ma non abituato a formule complicate. Pur nel rispetto del percorso storico, il focus è concentrato sugli ultimi 150 anni delle conoscenze astronomiche che hanno portato alla loro impennata esponenziale.

Come  in ogni corso base, il rischio di tenere un basso profilo è sempre quello di lasciarsi dietro lacune ed omissioni: un prezzo che si paga volentieri, se il riscontro è quello, come spero, di fare appassionare molte persone alla materia.

Ho preparato un libro riccamente illustrato ( 268 figure e foto, stesso numero di pagine) poichè non mi piacciono i libri scientifici che sono privi di dati e figure, tristi come il resoconto di una riunione condominiale;  vi trovano posto  diverse schede biografiche e una ricca appendice, nella quale sono sviluppati   alcuni degli  argomenti  trattati  e ne vengono  introdotti  dei  nuovi e attuali: ad esempio, come funziona il GPS e cos’è il Principio Antropico.

               il grande radiotelescopio di Arecibo - Puertorico

Mantenere, nel possibile, uno stile colloquiale mi è parso rispecchiasse il carattere delle lezioni, in alcune parti piuttosto dense di contenuti non immediatamente digeribili e pertanto da affrontare anche con qualche concessione “amicale”, che traspare nel libro.

La speranza è che il lettore trovi stimolante il quadro d’insieme proposto e desideri in seguito proseguire lo studio con testi e manuali dove gli argomenti risultino ulteriormente approfonditi. Sono consapevole che un libro come questo, dove non si parla di “sfumature di grigio-rosso-nero” è molto meno attraente di altri titoli. Ma tant’è! I lacci dell’astronomia, per quanto solidi, restano confinati sicuramente ad una visione meno sensuale di altri argomenti.

Molti amici, ciascuno per la propria abilità e competenza, mi hanno aiutato leggendo con impegno la bozza iniziale, arricchendola e correggendola con diversi suggerimenti. Li ringrazio tutti nel libro, riservando loro le parole  di sincera gratitudine che meritano.

In conclusione, credo si possa definire quest’opera una “piccola cosa”, che spero almeno rappresenti un  esempio di corretta divulgazione scientifica: quanto buona o meno lo diranno i lettori.

Sono confortato dal fatto che alcune positive recensioni sono già apparse sui quotidiani ed il riscontro di molti acquirenti del libro è stato molto positivo.

Nei prossimi mesi sono previsti diversi appuntamenti di presentazione, uno dei quali mi rende particolarmente lieto e grato nei confronti del direttore Giordano Gasparini della Biblioteca “Panizzi”: venerdi 18 marzo, ore 17,30, alla sala del Planisfero,  dialogherò con il prof. Luigi Grasselli di Unimore, primo lettore delle bozze e attento correttore e suggeritore di alcune parti del libro.

Riferimenti

Ivan Spelti- Sette lezioni di astronomia- Edizioni del Faro

http://www.edizionidelfaro.it/libri/sette-lezioni-di-astronomia (link diretto alla casa editrice, con sinossi)

Il libro è on line presso l’Editore, Amazon, Hoepli, IBS, ecc...in versione cartacea ed ebook: in vendita nelle librerie reggiane.

Recensioni

RESTO DEL CARLINO
GAZZETTA DI REGGIO
STAMPA REGGIANA
PRIMA PAGINA

15 presentazioni con l'autore

MALEDETTO SMOG !

                           INQUINAMENTO

                        MALEDETTO  SMOG !

Reggio, Milano, Napoli: la situazione non cambia molto dal nord al sud  e con ci sono sconti per nessuno. 

La cappa di smog ci avvolge, complice l’alta pressione di questi giorni che ci regala  tempo bello o quasi, assenza di pioggia e neve. Complice si, ma è la nostra vita lavorativa, industriale, pubblica e privata che determina una situazione allarmante e che, come spesso accade, dimenticheremo ai primi freddi e precipitazioni.

Sono tanti i giorni consecutivi di questo dicembre in cui lo sforamento dei dati di Pm10 ha raggiunto livelli d’emergenza, tanto che a Reggio domenica 27 e forse  la prima domenica dell’anno nuovo saranno indette le giornate ecologiche, in ottemperanza al Piano Aria Ministeriale e al Piano Aria Integrato Regionale (Pair).

Che il Bianco Natale sia un ricordo, con nevicate misurabili, è un dato statistico: negli ultimi 50 anni si contano le dita delle nostre due mani per trovare un Natale nevoso: addirittura, nel 2013, avemmo a Natale una temperatura massima a Reggio di 14°C. Certo, ci sono stati anche  natali con -8°C (1993). Le previsioni meteo ci danno ancora la resistenza dell’anticiclone fino ai primi giorni del 2016: quindi, un tempo che somiglia a marzo più che a dicembre. 

Gli anziani continuano a dire che non c’è più il tempo di una volta! Niente neve, grigio in pianura e sole in montagna. Faremo pupazzi di smog, anziché di neve.

Milano sta sfiorando i 30 giorni consecutivi di sforamento dei Pm10, con dati giornalieri doppi rispetto alla soglia consentita di 50 microgrammi per metro cubo: l’offerta ai cittadini  per una mobilità pubblica è stata di un ticket ATM scontato e valido per ogni linea, mentre Trenord ha lanciato un abbonamento “green pass” per viaggi illimitati su tutte le linee lombarde. Confermato un blocco al traffico di 3 giorni consecutivi dopo Santo Stefano. 

A Roma, targhe alterne. E non va meglio altrove nelle altre città: identiche situazioni meteo e prospettate soluzioni di emergenza, che soddisfano pochi, con accuse alle misure inefficienti e al quadro d’insieme sul territorio, definito miope. 

La Pianura Padana, poi, è una delle zone più inquinate a causa della sua ridotta circolazione atmosferica. I Comuni vanno allegramente ognuno per suo conto.

Incolpiamo dello smog le particelle ultrafini: vediamo subito l’aspetto tecnico-scientifico che  viene utilizzato.

Cosa vuol dire la sigla Pm10? “Particulate Matter”, materia particolata, ossia formata da piccole particelle microscopiche con dimensioni uguali o inferiori a 10 micrometri, 10 millesimi di millimetro. Si tratta di polvere, fumo, microgocce di sostanze liquide (aerosol): un insieme quindi di microparticelle solide e liquide disperse nell’aria. Quelle solide sono dette, alla buona, polvere e fuligine, quelle liquide caligine e nebbiolina. Sono legate sia all’attività dell’uomo (particolarmente, alle combustioni) che alla Natura (incendi, eruzioni, pollini, erosione del suolo).

Da tanti anni sentiamo parlare di lotta allo smog, dice Luca Lombroso, climatologo e meteorologo. La meteorologia è solo una concausa dei picchi d’inquinamento. 

La causa è nel traffico, nelle emissioni inquinanti di ogni tipo (industrie, produzione di energia, gestione rifiuti, allevamenti intensivi, edifici commerciali, pubblici, residenziali, ecc…).

L’adozione di misure d’emergenza, per limitare i danni, è sicuramente possibile, poiché il fenomeno di alta pressione è prevedibile, con  giorni e settimane di anticipo che dovrebbero  permettere di prendere provvedimenti a tutela della salute pubblica.

Occorre dare risposte pronte, in tempo reale,  sulla limitazione del traffico privato, sul potenziamento del trasporto pubblico, bus navetta ecologici continui e frequenti giorno e notte, come fanno già in tanti paesi, riduzione rispettata delle temperature ambiente nel riscaldamento domestico e altro.

Ci sono poi anche ordinanze che sembrano far sorridere, come quella del sindaco di San Vitaliano (NA), comune con 114 giorni di smog fuorilegge (contro i 35 ammessi), che ha vietato l’uso del forno a legna per la cottura della pizza e dei panozzi! Contro l’uso della legna si sono allineati anche altri comuni e a breve anche bruciare il fantoccio della Befana sarà un problema nel Polesine e in altri posti di consolidata tradizione. I camini e le stufe a legna delle nostre nonne vivranno giorni difficili. 

Accanto a provvedimenti limitativi del genere si affiancano provvedimenti virtuosi a breve e lungo termine, come l’invito all’uso delle biciclette, camminate competitive e non, piantumazione di 250.000 alberi (Regione Toscana), incremento delle centraline di monitoraggio antismog, riduzioni di velocità in autostrada e tangenziali, targhe alterne, aumento del parco-taxi, incentivo dei mezzi elettrici, e così via.

Anche in queste Feste non sarebbe male chiudere di più  i centri commerciali e concedersi riposo e allegria ristoratrice, oppure andare a fare shopping con i mezzi pubblici e la bici. Ma vai a convincere chi di dovere, in questo tempo di affanni ad arrivare per primi a svuotare quanto rimane nei borsellini!

Sui danni alle vie respiratorie dell’aria inquinata non ci sono dubbi, sia a breve che a lungo termine, se è vero che la IARC (agenzia internazionale per la ricerca sul cancro) ha classificato l’inquinamento atmosferico e le polveri sottili fra i cancerogeni umani di tipo 1.

L’Agenzia Europea dell’Ambiente ha rilasciato il dato dei morti  prematuri in Italia causa inquinamento: 84.000. Si stima che il dato estrapolato all’intero pianeta sia di 7 milioni.

Cosa possiamo fare per proteggerci e tutelare la nostra salute?

Il Ministero dell’Ambiente ha prodotto un decalogo comportamentale, sottolineando come debbano essere i cittadini ad assumersi responsabilità: più delle coercizioni è necessaria la collaborazione  spontanea di tutti.

Vi sono poi  una serie di indicazioni di autorevoli agenzie. Cominciamo dalla difesa dei più “piccoli”. Portarli a spasso con passeggini alti, in modo che non si trovino al livello dei tubi di scappamento delle auto , farlo nei parchi e non in ore di punta. Meglio ancora, per i bimbi che ancora non camminano, portarli dentro lo  zaino o con il marsupio, facendo poi loro lavaggi nasali  giornalieri con acqua fisiologica per ripulire le vie aeree.

Fare sport aerobico, per migliorare la salute di cuore e polmoni: magari fare jogging con brutto tempo, perché la concentrazione di inquinanti nell’aria è più bassa. Naturalmente, se possibile, andare in montagna o passare del tempo in mezzo alla natura.

Le polveri sottili colpiscono anche salute e bellezza della pelle, con invecchiamento precoce, reazioni allergiche, dermatiti: non sarebbe male, in questo periodo, proteggersi con sciarpe e guanti.

La salute è anche nel piatto, soprattutto in questi giorni di carico alimentare all’insegna del cotechino: conviene non dimenticare verdura, frutta fresca e cibi con proprietà antiossidanti.

Legambiente sostiene che serve un piano nazionale fatto di politiche concrete e lungimiranti, perché gli interventi sporadici non bastano. La spinta che si coglie dalle diverse soluzioni fin qui proposte è che occorre ripensare le città in modo globale, con interventi strutturali che vadano dalla decarbonizzazione al traffico stradale. 

Staremo a vedere cosa succederà, anche perché c’è la speranza che gli accordi di Parigi appena conclusi (Cop21), ne abbiamo accennato la scorsa volta parlando di clima, producano un indirizzo mondiale anche per quanto riguarda la lotta allo smog. Buone Feste!

SECCHI: L'unità delle forze fisiche

REGGIO STORIA 

PADRE ANGELO SECCHI

L’unità delle forse fisiche: saggio di filosofia naturale

di  Ivan Spelti

In un precedente numero  ho delineato la figura e l’opera  del Padre Angelo Secchi, il reggiano considerato il più grande astrofisico dell’800 che per primo classificò le stelle dopo molti anni di osservazioni spettroscopiche. L’analisi di oltre 4.000 stelle, nel periodo 1860-1865, condusse Secchi a stabilirne la loro carta d’identità, fissando una classificazione che negli anni seguenti e fino a noi verrà affinata sempre più.

L’occasione per tornare a parlare di questo grande reggiano è data dall’imminenza delle celebrazioni del bicentenario della nascita (2018) che Istituzioni, studiosi, società civile, intendono promuovere attraverso una ricca serie di eventi.

Tra le molte iniziative in programma, l’analisi delle sue pubblicazioni, che segnano un contributo fondamentale per la Fisica in generale e per l’Astronomia in particolare.

Uno dei suoi trattati più importanti è il libro L’unità delle forse fisiche, saggio di filosofia naturale, del 1864, testo che delinea la sua visione scientifica generale. Le altre due opere Le Stelle e Le Soleil sono di contenuto più propriamente astrofisico.

Com’è noto la Fisica rientrava a quel tempo nella più generale Filosofia Naturale, insieme alle altre scienze, in particolare a quelle sperimentali come la botanica, la zoologia, le scienze naturali, la meteorologia, e così via.

Il libro di Secchi, iniziato nel 1863, riceve la sua prefazione il 10 aprile 1864. Delle due edizioni presenti in Conservazione Biblioteca Panizzi ho esaminato quella stampata dalla Tipografia Forense (Roma, 1864).

Le prime righe della prefazione espongono l’obiettivo di Secchi: “ La grande scoperta che, presentemente, preoccupa i dotti e illustra la nostra epoca, è quella della teoria meccanica del calore….. L’esporre le basi di questa teoria… è lo scopo dell’opera presente”.

E’ una pubblicazione suddivisa in 4 grandi capitoli, nella quale viene espressa una profonda convinzione sull’unità della natura e della scienza della fisica. I titoli  sono: CAPO I - Del Calorico, CAPO II - Della Luce, CAPO III - Dell’Elettricità, CAPO IV - Costituzione della Materia. L’oggetto dello studio riguarda tutta la Fisica e la Chimica allora accreditate, ma spesso con inserimenti nuovi e la visione  personale delle cose di Secchi, non sempre condivise. Il libro contribuì in modo fondamentale allo sviluppo della fisica italiana, introducendo nel mondo accademico la neonata teoria cinetica dei gas, che in seguito costituirà la base delle leggi della termodinamica.

                                                                                 Fig.1   la teoria del calorico   

                                                                                            Fig.2 l’agitazione delle molecole

Il CAPO I tratta della sostanza definita calorico, un fluido elastico, imponderabile, indistruttibile, capace di penetrare nella materia quando essa veniva riscaldata e di uscirne quando veniva raffreddata. A seguito di ciò, l’equilibrio termico dei corpi veniva giustificato immaginando che, una volta posti in contatti due corpi, il corpo più ricco di calorico  ne cedesse una sua parte a quello meno dotato, finchè il sistema nel suo complesso raggiungeva la stessa temperatura.

La temperatura di un corpo era definita come la manifestazione del passaggio del calorico tra i corpi (fig.1) e misurata con il termometro: era dunque il calorico il responsabile della temperatura dei corpi, con le sue variazioni di concentrazione che portavano alla situazione di equilibrio. Si trattava di concetti e modellistica che nascevano secoli prima, condivisi da grandi scienziati del ‘700  come Pierre Simon Laplace e per i quali era ancora latente la corretta distinzione tra calore e temperatura. Oggi sappiamo che il calore è una forma di energia, che già gli esperimenti di Carnot e Joule avevano mostrato, e che la temperatura di un corpo è la misura della sua agitazione molecolare media. Ma collegare queste grandezze fisiche macroscopiche (quantità di calore e temperatura) alla loro interpretazione microscopica non fu così facile (fig.2) e si dovette passare attraverso la teoria cinetica dei gas, per capire come le leggi della meccanica si potessero applicare ai moti delle molecole. Secchi, nel riassunto del CAPO I, intravede già la soluzione del problema: definisce il calorico come modo di movimento della materia, ma al tempo stesso definisce la temperatura dei corpi come un fenomeno dipendente dall’intensità dell’urto molecolare, e quindi dalla massa e velocità delle molecole. Ossia, è consapevole che le grandezze fisiche macroscopiche, che misuriamo, sono l’espressione ultima di fenomeni microscopici insiti nella materia molecolare.

                                                             Fig.3 grandezze fisiche macroscopiche e microscopiche

Poche sono le formule del libro, spesso riportate nelle note a margine, mentre molte sono le tabelle e gli esempi numerici dedotti dalle sperimentazioni, a conferma di una visione sperimentale della fisica trattata unitamente ai concetti di fondo e conforme al modo di scrivere un testo “discorsivo”, tipico del tempo.

                                                               Fig.4 le caratteristiche della teoria cinetica dei gas

Negli altri capitoli, il libro tratta della luce, dell’elettricità e dell’ allora  conosciuta struttura della materia. Molto interessante è la convinzione, sua come dei fisici di allora, dell’esistenza dell’etere luminifero,  convinzione che durerà fino all’esperienza negativa di Michelson-Morley (1887). Si trattava di un mezzo materiale (una sostanza) che doveva spiegare la propagazione delle onde elettromagnetiche e della luce. La natura della sostanza doveva essere solida, onnipresente nello spazio, rigida ma non opporre resistenza ai corpi che l’attraversavano. L’experimentum crucis del 1887 dimostrò che la Terra, nel suo moto, non trascinava alcun vento d’etere (come avrebbe dovuto fare) e nel 1905 Einstein spazzerà via in due righe la questione dell’etere ritenendola superflua e superata dalla sua esposizione della Relatività Ristretta.

  

Non mancano, nel suo trattato, riferimenti astrofisici: una breve classificazione delle stelle, la discussione sulla variazione del campo magnetico terrestre e l’attività del Sole.

La vita di Padre Angelo fu profondamente segnata dagli avvenimenti del suo tempo, che portarono all’unità d’Italia. Il fatto che fosse un gesuita sottolineò ancor più divisioni, incomprensioni e lotte di vario tipo che il nascente Stato Italiano si ritrovò ad affrontare, con politici e religiosi spesso ai ferri corti.

L’analisi di questo testo non fu solo considerata ed esaminata da varie angolature negli ambienti anticlericali, ma anche tra gli stessi appartenenti alla Compagnia di Gesù. Feroci critiche vennero dalle frange più oltranziste del neotomismo: 

Giovanni Maria Cornoldi (1822-1892) accusò il Secchi addirittura di ateismo, in linea con una serie di scritti apologetici di religiosi impegnati a contrastare il pericolo di ateismo insito, a loro dire, nelle nuove teorie scientifiche che stavano avanzando.

Secchi contrastò costantemente, ma pacatamente, tali atteggiamenti, convinto della modernità di una teologia avulsa dalla conflittualità dello spirito dei tempi, che potesse convivere con la nascente nuova scienza, senza le ingerenze della filosofia e della teologia tradizionale.

Riferimenti bibliografici

Angelo Secchi. L’unità delle forse fisiche. Tipografia Forense, Roma, 1864

A.Altamore, S.Maffeo, e altri. Angelo Secchi: l’avventura scientifica del Collegio Romano. Edizioni Quater, Foligno, 2012