Breve ritratto di una scienziata

Vera Rubin, astronoma statunitense, è morta tre giorni fa, il 25 Dicembre 2016, a 88 anni. I suoi importanti studi hanno confermato l’esistenza della materia oscura, cioè una parte di materia invisibile, che non emette radiazione elettromagnetica, e comprende più del 90% dell’universo.
Ha studiato come le stelle orbitano intorno ai loro centri galattici e come è distribuita la massa nella galassia di Andromeda, al fianco del collega e amico Kent Ford. I due si accorsero che le stelle al limite estremo delle galassie si muovevano più velocemente di quanto avrebbero dovuto fare in accordo con le leggi fisiche. Questo ha dimostrato l’esistenza della materia oscura, fino ad allora solo ipotizzata da due astronomi molti anni prima, Jan Oort e Fritz Zwicky rispettivamente nel 1932 e nel 1933. Tuttavia, la scienziata non vedeva di buon occhio la sua stessa teoria perché in disaccordo con le leggi di Newton sulla gravitazione e ha sempre sostenuto che sarebbe stato più intrigante trovare il modo di modificare le leggi di Newton per poter descrivere le interazioni gravitazionali anche a grandi distanze. 

Su Vera, oltre ai suoi importanti studi sulla materia oscura, girano molti aneddoti su come si sia battuta per affermare i propri diritti e quelli di tutte le donne nel mondo scientifico. Uno di questi risale agli anni ’60 quando fu la prima donna a far parte del team di ricercatori astronomici del Palomar Observatory. I colleghi maschi non furono molto entusiasti della cosa tanto da dirle che non esisteva nel centro una “Ladies Room”, un bagno per le donne. Così si recò nel suo ufficio, prese un foglietto di carta e realizzò una gonnellina che appese sulla figura maschile che identifica la porta del bagno per gli uomini e disse: “now you have a Ladies Room”, “adesso avete un bagno per le donne”. Inoltre, era solita chiamare gli organizzatori delle conferenze quando nella lista dei relatori non vi erano donne per farle aggiungere nel programma.

Vera Rubin è stata “un tesoro nazionale come astronoma e come modello per i giovani scienziati” ha detto Matthew Scott, presidente del Carnegie Institution for Science “siamo molto addolorati per questa perdita”.

 Era considerata da tutti i suoi amici e colleghi una donna di carattere, gentile e positiva che sognava le stelle fin da bambina.

Immagini tratte da:
-Vera Rubin: http://www.phys-astro.sonoma.edu/brucemedalists/rubin/rubin.jpg
-Materia oscura: https://it.wikipedia.org/w/index.php?curid=816433
-Matthew Scott: https://i.ytimg.com/vi/1--8AuVe4mc/0.jpg

Scienza nel mondo Marvel

L'universo Marvel è stato costruito in modo tale da dare sempre una spiegazione pseudo-scientifica alle capacità e alle armi utilizzate dai vari supereroi, sicuramente un punto di forza che ha da sempre appassionato i suoi lettori. In particolare, lo scudo del Capitano ha sempre meravigliato per la resistenza e per la possibilità di utilizzarlo anche come arma. Tuttavia, la versione da tutti conosciuta non è stata la prima: il primo scudo utilizzato dal Capitano Steve Rogers era di forma triangolare, realizzato in lega antiproiettile.
Il famoso scudo ovale fu realizzato durante la seconda guerra mondiale, quando Capitan America collaborò con re Azzuri il Saggio dello stato di Wakanda per scongiurare un'invasione nazista. Il sovrano donò al Capitano un campione di vibranio, un metallo presente solo nello stato africano. Rogers ricambiò il gesto donando a sua volta lo scudo triangolare.
Una volta tornato negli Stati Uniti, verrà consegnato al Capitano un secondo scudo triangolare che utilizzerà fino a quando non gli verrà donato la versione che tutti conosciamo.
Il famoso scudo ovale verrà commissionato dal governo statunitense al giovane scienziato Myron MacLain in modo da sfruttare le proprietà del vibranio. Questo, solo dopo vari tentativi ed altrettanti fallimenti riuscirà ad ottenere la lega a lungo cercata. Purtroppo il composto ottenuto non sarà riproducibile perché, durante lo svolgimento dell’esperimento decisivo, lo scienziato si addormenta per la stanchezza dovuta al lavoro intenso.
Oltre alla sua indistruttibilità, lo scudo presenta altre proprietà come ad esempio la capacità di non perdere né velocità né forza d'impatto dopo il lancio.
Successivamente MacLain tenterà invano di riprodurre l'esperimento passato. Tuttavia  creerà un'altra lega indistruttibile, l’adamantio, capace di assorbire l'energia cinetica di qualsiasi colpo, senza danneggiarsi e senza ferire colui che lo regge.
 

Per spiegare in maniera semplice il suo funzionamento si può pensare allo scudo come una combinazione tra un supercondensatore e una batteria: da supercondensatore assorbe e rilascia energia molto velocemente (utile per disperdere la forza dopo un colpo subito), mentre come batteria rilascia energia in modo controllato trasformando così lo scudo in un boomerang ad alta potenza.
Lo scudo in realtà non fu fabbricato come tale ma come botola della torretta di un carro armato e solo dopo fu destinato al suo uso, dipingendolo con i colori simbolo dell’America. Il Presidente Franklin D. Roosevelt consegnerà personalmente lo scudo a Capitan America per ringraziarlo del suo operato.
Il Capitano Steve Rogers vedrà distruggere per ben cinque volte il suo scudo a causa dei poteri cosmici dei suoi nemici: questo ci dimostra come solo ciò che trascende la materia può distruggere l’indistruttibile lega.
La scienza nell'Universo Marvel resta sempre una buona base per spiegare il principio di tutto: ci sono molti riferimenti ad esperimenti che hanno basi nella nostra fisica per poi "distorcerli" o "arricchirli" per arrivare a quelle proprietà che altrimenti non sarebbe possibile raggiungere. Questo modo di affrontare la creazione del "super-umano" riesce ad avvicinare il lettore che sente molto verosimili le vicende che si susseguono, un approccio molto lontano dalle saghe governate da poteri magici.

Immagini tratte da:
http://www.everyeye.it/public/immagini/20062011/c_res_Captain-America_-Behind-The-Shield.jpg
http://screenrant.com/wp-content/uploads/captain-america-civil-war-shield.jpg
http://cdn.bgr.com/2014/04/captain-america.jpg?quality=98&strip=all&w=625&h=500&crop=1

Nello scorso articolo avevamo parlato di archeano e precambriano ed oggi continuiamo la trattazione parlando di Cambriano, Ordoviciano, Siluriano e Devoniano. 

Il Cambriano è caratterizzato dalla diversificazione di molte tipologie di nuovi organismi aiutati dall’aumento del quantitativo di ossigeno in atmosfera e dall’aumento dell’estensione delle coste connesse alla frammentazione di Rodinia (nome del primo giga-continente).
A dominare questo periodo troviamo i trilobiti, invertebrati con arti caratterizzati da un esoscheletro che li proteggeva e su cui si attaccavano i muscoli. Questi organismi si erano diffusi così bene da essersi adattati ad acque marine, dolci ed ambienti terrestri e tra i marini si potevano ritrovare sul fondo o, se molto più piccoli, trasportati dalle correnti sotto forma di planctonici.

L’Ordoviciano è il periodo seguente, caratterizzato da una nuova esplosione di vita detta “grande radiazione ordoviciana” che indica la comparsa/evoluzione di nuove specie. Dobbiamo immaginarci degli oceani pieni di coralli, “piante marine” e cefalopodi. Alla fine dell’Ordoviciano si ha testimonianza di una grossa glaciazione con estinzione di massa per molti organismi marini.

La vita può perdere qualche battaglia ma non perde facilmente la guerra e nel periodo successivo, il Siluriano, abbiamo immense scogliere fatte di particolari coralli chiamati Tabulata e Rugosa.
Compaiono gli euripteridi (grossi organismi simili alle aragoste odierne) ed i pesci; i pesci a loro volta si differenziano in Agnati e Gnatostomi; i primi sono pesci senza mascella che col tempo diventarono sempre più corazzati (pesci ostracodermi) mentre i secondi sembrano aver sviluppato le mascelle con la trasformazione di un arco branchiale.
Gli gnatostomi compaiono alla fine del Siluriano e diventano tanto comuni che il periodo successivo detto Devoniano è anche detto Periodo dei pesci. 

Ma quali sono le creature più terrificanti di questi mari? A giocarsela abbiamo gli euripteridi o scorpioni di mare che raggiungevano e superavano i 2 metri di lunghezza ed i Placodermi, pesci con una pesante corazza a maglie che potevano raggiungere gli 8-10 m di lunghezza (Dunkleosteus).

A fare la loro comparsa nel Siluriano-Devoniano abbiamo i pesci cartilaginei, precursori degli squali e delle razze, ed altri pesci ossei, precursori dei pesci moderni; tra i pesci ossei compaiono i pesci polmonati. Polmonati?? Si, avete capito bene, si tratta di pesci con i polmoni che quindi possono emergere in superficie e respirare aria. In più hanno una seconda caratteristica importante che li differenzia dal resto dei pesci e cioè potenti pinne lobate che possono usare per trascinarsi sul fondo oltre che per nuotare. Se non l’avete capito sono proprio questi i pesci scelti da madre natura per conquistare le terre emerse.

- spirale dei tempi geologici, da Wimedia, Di United States Geological Survey - Graham, Joseph, Newman, William, and Stacy, John, 2008, The geologic time spiral—A path to the past (ver. 1.1): U.S. Geological Survey General Information Product 58, poster, 1 sheet. Available online at http://pubs.usgs.gov/gip/2008/58/, Pubblico dominio, file ​"Geological time spiral.png"
​- ​Cloudina, da Wikipedia inglese, By derivative work: Smith609 (talk)Cloudinadraw.png: w:User:Graeme Bartlett - Cloudinadraw.png, CC BY-SA 3.0, voce "Cloudinidae"
- Trilobiti 1, da Wikipedia inglese, By Moussa Direct Ltd. - Moussa Direct Ltd. image archive, CC BY-SA 3.0, voce "Trilobite"
- Trilobiti 2, da Wikipedia inglese, By Nobu Tamura email:nobu.tamura@yahoo.com http://spinops.blogspot.com/ http://paleoexhibit.blogspot.com/ - Own work, CC BY-SA 4.0, voce "Trilobite"
- Mari ordoviciani, da Wikipedia inglese, By Fritz Geller-Grimm - Own work, CC BY-SA 2.5, voce "Ordovician"
​- Mari Devoniani, da Wikipedia inglese, By by Joseph Smit (1836-1929), from Nebula to Man, 1905 England, Public Domain, voce "Devonian"
- Euripteridi, da Wikipedia Italia, Di Charles Robert Knight - John Mason Clarke (1857-1925), Rudolf Ruedemann (1864-1956): The Eurypterida of New York. Volume 1. New York State Museum Memoir 14, 1912, figure [no page number] 1 Google Books, Pubblico dominio, voce "Eurypterida"
- Dunkleosteus, da Wikipedia Italia, Di Creator:Dmitry Bogdanov - dmitrchel@mail.ru, CC BY 3.0, voce "Dunkleosteus"
​- Pesci polmonati, da Wikipedia inglese, By W H Flower - http://www.archive.org/stream/guidetogalleries00brituoft#page/98/mode/2up/ Guide to the galleries of reptiles and fishes of the British Museum, Public Domain, voce "Sarcopterygii"

I filosofi, gli psicologi, gli artisti. Tutti hanno sempre cercato di dare un significato alla felicità: cosa è, da cosa è causata e come viene percepita da ogni singolo individuo. È un argomento che ha sempre incuriosito tutti, compreso gli scienziati.
Nel 1974, Richard Easterlin, un professore di Economia all’ Università della California, durante una ricerca sulla crescita economica elaborò un paradosso: la felicità delle persone aumenta con il crescere del reddito e del benessere fino ad un valore di picco, in seguito al quale inizia a diminuire.
Anche Paolo Gallina, nel 2011, ha provato a darne una definizione nel libro “La formula matematica della felicità”, in cui utilizza la matematica in maniera rigorosa, mischiandola all’ironia e alla leggerezza, per arrivare ad un’equazioni in funzione del tempo dello stato di una persona.
Analogamente a Paolo Gallina, nel 2014, anche alcuni scienziati hanno provato a ricavare una formula matematica della felicità.

Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Proceeding of the National Academy of Science (link: http://www.pnas.org/) presenta un modello computazionale e neuronale di momentaneo benessere soggettivo.
Gli scienziati Robb Rutledge, Nikolina Skandali, Peter Dayan e Raymond J. Dolan hanno elaborato l’algoritmo sottoponendo un gruppo di 26 volontari ad un test di attività decisionale basato sulla vincita o perdita di denaro. Ad ogni decisione presa, il partecipante doveva fornire un giudizio sulla sua felicità e i dati ricavati venivano intrecciati con le immagini fornite da una macchina per la risonanza magnetica sotto la quale erano stati posti. Una volta elaborato l’algoritmo, bisognava testarne la sua efficacia, così i ricercatori hanno sottoposto 18 mila persone ad un gioco, sviluppato attraverso un’app per smatphone, in cui si guadagnano punti in base alle decisioni effettuate su situazioni di vita comune.
Da questo studio è venuto fuori un altro importante risultato: la felicità non dipende dal grado di benessere di ognuno o dalle ricompense, ma ciò che ci fa essere veramente felici è l’attesa, i desideri e le aspettative. D’altronde non è una novità che “l’attesa stessa del piacere è essa stessa il piacere” (G.E. Lessing) ma, questa volta, possiamo dimostrarlo scientificamente:

Eccola la formula della felicità. Per i più appassionati: la felicità è in funzione del tempo t; w0, w1, w2 e w3 sono costanti che indicano l’influenza dei diversi tipi di eventi; γ è un “forgetting factor” (fattore dimenticando) che rende gli eventi degli studi più recenti più influenti rispetto a quelli precedenti; CRj è la gratificazione ottenuta dalla scelta su un processo j; EVj è la valutazione del rischio su di un processo j; RPEj rappresenta la differenza tra la ricompensa desiderata e quella effettivamente ottenuta dal processo j.
Questo modello spiega le fluttuazioni della felicità momento dopo momento, mettendo in luce quanto un evento recente sia valutato da ogni individuo più importante di uno precedente. Inoltre, fattore veramente rilevante è l’aspettativa: solitamente tendiamo a caricarci di aspettative e nel momento in cui una circostanza si verifica ci ritroviamo delusi in quanto l’avvenimento non è all’altezza di ciò che avevamo immaginato.
 
“Questo di sette è il più gradito giorno,
pien di speme e di gioia:
diman tristezza e noia
recheran l'ore, ed al travaglio usato
ciascuno in suo pensier farà ritorno.”
(Il sabato del villaggio, Giacomo Leopardi).
 
 
Per approfondimenti: http://www.pnas.org/content/111/33/12252.full

 
Immagini tratte da:
-faccine: http://psicologoinfamiglia.myblog.it/media/00/01/3060699267.jpg
-copertina libro “La formula matematica della felicità”: http://www.ustation.it/mod/ustation/img.php?file=copertina_facciata.jpg
-formula della felicità: http://www.pnas.org/content/111/33/12252.full