[ FISICA ] TURBOLENZE IN NATURA E NELL'ARTE
Un fenomeno diffusissimo in natura è la turbolenza, una particolare condizione di un fluido in moto caratterizzata dalla mancanza di regolarità nella traiettoria delle particelle, che presentano forti fluttuazioni della velocità e moti vorticosi. I vortici rotanti degli uragani che si abbattono periodicamente sul nostro pianeta e la Grande Macchia Rossa di Giove – la più grande tempesta del Sistema solare, che dura da almeno 300 anni – sono solo gli esempi più eclatanti di turbolenza presenti in natura. Gli astronomi l'hanno osservata persino nelle immense distese di nubi e polveri interstellari, in quelle che vengono comunemente definite nursery stellari in quanto luogo in cui nascono nuove stelle.
Per quanto gli scienziati ci abbiano provato, nessuna teoria è mai riuscita a descrivere completamente le leggi che regolano la portata e l'imprevedibilità di una turbolenza, tanto che il premio Nobel Richard Feynman una volta la definì "il più importante problema irrisolto della fisica classica". A dispetto di ciò, un recente studio condotto alla Xiamen University in China – e pubblicato lo scorso settembre sulla rivista Physics of Fluids – dimostra che l'artista Vincent van Gogh ha saputo catturare perfettamente le teorie della dinamica dei fluidi nel suo dipinto "Notte stellata", raffigurandovi complessi modelli di turbolenza su larga e piccola scala. Secondo gli scienziati, la famosa opera a olio su tela, dipinta nel giugno 1889, cattura dettagli che aderiscono con sorprendente fedeltà alle leggi fisiche della turbolenza, leggi che non sarebbero state formulate fino a 52 anni dopo. La turbolenza nell'atmosfera causa il fenomeno che gli astronomi chiamano seeing: quando la luce passa attraverso i vortici nell'aria, viene rifratta, causando la sfocatura delle immagini e la tipica pulsazione della luminosità delle stelle. Grazie a un'intuizione misteriosa e un'osservazione meticolosa, van Gogh riuscì a dare una resa dinamica dei vortici d’aria e dello scintillio delle stelle, catturando la fisica stessa che è dietro a questo fenomeno.
Ironia della sorte, van Gogh considerava "Notte stellata" un fallimento. Per risparmiare sulle spese postali, evitò di inviarlo con altri dipinti al fratello Theo, un mercante d'arte, per la vendita al pubblico. Oggi è uno dei dipinti più riconoscibili e acclamati dell'arte occidentale.
[ ASTRONOMIA ] CHE ORE SONO SULLA LUNA?
La corsa per riportare l’uomo sulla Luna è iniziata. La missione Artemis della NASA mira a riportare gli astronauti sulla sua superficie già nel 2026. Ma creare una base lunare a lungo termine richiederà una comunicazione costante e coerente con la Terra, e ciò significa che gli scienziati devono rispondere, una volta per tutte, a una domanda che si pongono da tempo: che ore sono sulla Luna?
La domanda, che a molti potrebbe sembrare “strana”, in realtà è del tutto sensata, perché il tempo sulla Luna è diverso rispetto a quello sulla Terra. Secondo la teoria generale della relatività di Einstein, la velocità del ticchettio di un orologio cambia a seconda che l’orologio sia fermo o in movimento, ma anche a seconda degli effetti gravitazionali dovuti alla massa del corpo celeste – pianeta, satellite o asteroide – su cui l’orologio si trova. La Terra è molto più grande della Luna e la gravità rallenta il tempo; ma, poiché la Luna è lontana dalla Terra, quest’ultima ha un'attrazione gravitazionale leggermente inferiore e, quindi, il ticchettio delle lancette dell’orologio sarà più veloce che sulla Terra.
La definizione di un tempo lunare esatto è importante in previsione della creazione di un'ipotetica base lunare. Lo scambio di comunicazioni tra un osservatore terrestre e uno lunare comporta un ritardo di qualche microsecondo. Questo ritardo continua ad aumentare nel tempo, con un accumulo di 56,02 microsecondi al giorno, e diventerebbe una differenza enorme qualora non si rimediasse. Al momento dello sbarco di un ipotetico veicolo spaziale sulla Luna – che deve avvenire con una precisione rigorosa, dell’ordine del metro – questa differenza temporale si tramuterebbe in un notevole errore di distanza, il che porterebbe quasi certamente al fallimento della missione.