[ FISICA ] DI FUOCO E OMBRA...
Nell’immaginario collettivo, il fuoco è uno degli elementi più rappresentativi della quotidianità dell’autunno. Un pensiero che è certamente retaggio del nostro passato contadino, quando il camino acceso era al centro della vita domestica soprattutto nei periodi più freddi dell’anno.
Oggigiorno la popolazione che fa ricorso al camino, per scaldarsi o cucinare, è molto più ridotta rispetto al passato. Ma prendiamo questa osservazione per introdurre la nostra dissertazione fisica del mese e poniamoci la domanda: il fuoco può generare ombra? La risposta è sì, ma il processo fisico coinvolto è diverso da quello con cui le ombre che osserviamo normalmente vengono generate.
In generale, si genera un’ombra ogni qualvolta un oggetto opaco si interpone tra un fascio luminoso e una superficie (schermo), bloccando – parzialmente o totalmente, a seconda dell’opacità dell’oggetto – il percorso della luce. L’ombra è la regione scura sullo schermo in cui c'è meno luce rispetto al resto del fascio; questa regione più fioca assume la forma dell'oggetto bloccante, quindi tendiamo a pensare a un'ombra come a qualcosa che viene proiettato o creato dall'oggetto intercettante. Con questo concetto in mente, affinché un fuoco abbia un'ombra deve in qualche modo bloccare il passaggio del fascio luminoso emesso da un’altra sorgente.
In una tradizionale fiamma a idrocarburi, la luce è generata principalmente dai frammenti solidi di fuliggine sospesa nell'aria, che si riscaldano così tanto da brillare tramite incandescenza regolare. L'interfaccia tra l'aria calda nella fiamma e l'aria circostante più fredda tende a deviare la luce lontano dalla sua direzione di propagazione in avanti. Questa deflessione della luce in corrispondenza dell'interfaccia tra due materiali di diversa natura di dice rifrazione: è lo stesso effetto che consente a una lente di focalizzare la luce. Pertanto, per il semplice motivo che una fiamma contiene aria calda, è in grado di deviare parte della luce di un fascio luminoso e proiettare la propria ombra. Inoltre, poiché l’aria calda tende a salire in modo turbolento, quest’ombra non ha un aspetto “solido”, ma tende ad apparire come un insieme di increspature danzanti.
[ ASTRONOMIA ] LE INTERFERENZE DEI SATELLITI ARTIFICIALI
La luce visibile è solo una parte dello spettro elettromagnetico che gli astronomi utilizzano per studiare l’universo. Il telescopio spaziale James Webb è stato costruito per vedere la luce infrarossa, altri telescopi spaziali catturano immagini a raggi X e osservatori come il Green Bank Telescope, il Very Large Array, l'Atacama Large Millimeter Array e dozzine di altri osservatori in tutto il mondo lavorano con le lunghezze d'onda radio.
E proprio gli strumenti di quest’ultima categoria – i cosiddetti radiotelescopi e radio osservatori – si trovano a fronteggiare un nuovo, serissimo problema. Tutti i satelliti artificiali, qualunque sia la loro funzione, utilizzano le onde radio per trasmettere informazioni alla superficie della Terra. Proprio come l’inquinamento luminoso può nascondere un cielo notturno stellato, le trasmissioni radio possono interferire con le onde radio utilizzate dagli astronomi per studiare i buchi neri, le stelle di nuova formazione e l’evoluzione delle galassie.
Questo problema sta creando seria preoccupazione in ambito scientifico, soprattutto in previsione del fatto che decine di migliaia di nuovi satelliti dovrebbero entrare in orbita nei prossimi anni. Scienziati, ingegneri e politici sono già al lavoro alla ricerca di una soluzione, affinché tutti possano condividere la gamma limitata di frequenze radio, senza che ciò porti al blocco delle osservazioni del cielo notturno.