Problema dei 3 corpi: una sfida affascinante da secoli. - Giorgio Alberto Tarantino

 

Il problema dei 3 corpi è un enigma della fisica che ha afflitto gli scienziati sin dai tempi di Isaac Newton, ma cos’è esattamente, perché è così difficile da risolvere e la serie di fantascienza con lo stesso nome è davvero possibile?

Il problema dei 3 corpi descrive un sistema contenente tre corpi che esercitano forze gravitazionali l’uno sull’altro, e mentre può sembrare semplice, è un problema notoriamente complicato e “la prima vera preoccupazione di Newton”, come ha detto Billy Quarles, un dinamico planetario presso la Valdosta State University in Georgia.

In un sistema di soli due corpi, come un pianeta e una stella, calcolare come si muoveranno l’uno intorno all’altro è abbastanza semplice: la maggior parte delle volte, quei due oggetti orbiteranno approssimativamente in un cerchio intorno al loro centro di massa, e torneranno al punto di partenza ogni volta.

Detto ciò, se aggiungi un terzo corpo, come un’altra stella, le cose diventano molto più complicate. Il terzo corpo attrae i due che orbitano l’uno intorno all’altro, tirandoli fuori dai loro percorsi prevedibili, con il movimento dei tre corpi che dipende dal loro stato iniziale: le loro posizioni, velocità e masse, se anche solo una di queste variabili cambia, il movimento risultante potrebbe essere completamente diverso.

Perché il problema dei 3 corpi è così difficile da risolvere?

Non ci sono abbastanza vincoli sui movimenti dei corpi per risolvere il problema dei 3 corpi con equazioni, e a tal proposito si è espresso Shane Ross, un matematico applicato presso il Virginia Tech:

“Penso a questo come se stessi camminando su una cresta di montagna. Con un piccolo cambiamento, potresti cadere a destra o potresti cadere a sinistra. Queste sono due posizioni iniziali molto vicine, e potrebbero portare a stati molto diversi.”.

Alcune soluzioni al problema dei 3corpi sono state trovate, ad esempio, se le condizioni iniziali sono giuste, tre corpi di massa uguale potrebbero inseguirsi a vicenda in un modello a otto, ciononostante tali soluzioni ordinate sono l’eccezione quando si tratta di sistemi reali nello spazio.

Consideriamo Tatooine, il mondo natale fittizio di Luke Skywalker da “Star Wars” –un singolo pianeta che orbita intorno a due soli–, quelle due stelle e il pianeta costituiscono un sistema a tre corpi, ma se il pianeta è abbastanza lontano e orbita intorno a entrambe le stelle insieme, è possibile semplificare il problema.

“Quando si tratta del caso di Tatooine, finché sei abbastanza lontano dal binario centrale, allora pensi a questo oggetto come se fosse solo una stella molto grassa”

ha detto Quarles. Il pianeta non esercita molta forza sulle stelle perché è molto meno massiccio, quindi il sistema diventa simile al più facilmente risolvibile problema dei due corpi; finora, gli scienziati hanno trovato più di una dozzina di esopianeti simili a Tatooine.

Una storia lunga 300 anni

Il problema dei 3 corpi ha una lunga storia che risale a Isaac Newton, lui fu infatti il primo a formulare le leggi del moto e della gravità che governano i corpi celesti, ciononostante anche lui trovò il problema dei 3 corpi estremamente difficile da risolvere.

Nel XVIII secolo, il matematico francese Joseph-Louis Lagrange trovò alcune soluzioni particolari al problema dei 3 corpi, note come punti di Lagrange, dove un piccolo corpo può rimanere in equilibrio rispetto a due corpi più grandi, punti che ancora oggi sono utilizzati per posizionare satelliti in orbita stabile.

Nel XIX secolo, il matematico francese Henri Poincaré dimostrò che non esiste una soluzione generale al problema dei 3 corpi, lui scoprì che il movimento dei tre corpi è caotico, il che significa che piccole variazioni nelle condizioni iniziali possono portare a risultati completamente diversi, ciò rende impossibile prevedere con precisione il comportamento a lungo termine di un sistema a tre corpi.

Nonostante la sua complessità, il problema dei 3 corpi ha importanti applicazioni moderne, ad esempio gli ingegneri spaziali devono tener conto delle interazioni gravitazionali tra la Terra, la Luna e i satelliti artificiali per pianificare le traiettorie delle missioni spaziali, per di più gli astronomi utilizzano simulazioni al computer per studiare le dinamiche dei sistemi stellari e planetari, che spesso coinvolgono più di due corpi.

Un esempio interessante è il sistema di Alpha Centauri, il sistema stellare più vicino al nostro Sole. Alpha Centauri è un sistema a tre stelle, composto da Alpha Centauri A, Alpha Centauri B e Proxima Centauri, e gli astronomi stanno studiando questo sistema per capire meglio come le stelle e i pianeti interagiscono in un ambiente a più corpi.

Il problema dei 3 corpi ha anche ispirato opere di fantascienza, una delle più famose è la trilogia “Il Problema dei Tre Corpi” dello scrittore cinese Liu Cixin, la trilogia esplora le implicazioni del problema dei tre corpi in un contesto di contatto extraterrestre e guerra interstellare. La serie ha ricevuto numerosi premi e ha contribuito a portare il problema dei 3 corpi all’attenzione del grande pubblico.

In conclusione, il problema dei 3 corpi è un enigma affascinante e complesso che ha sfidato gli scienziati per secoli, ma nonostante le difficoltà nel trovare soluzioni generali, il problema ha importanti applicazioni pratiche e ha ispirato opere di fantasia. Mentre continuiamo a esplorare l’universo, il problema dei tre corpi rimane una sfida fondamentale nella nostra comprensione delle dinamiche celesti.

https://reccom.org/problema-dei-3-corpi-una-sfida-affascinante-da-secoli/

IL DEBITO PUBBLICO DELL'ITALIA È L'IGNORANZA. - Carlow (bloggher)

Il vero debito pubblico che ci sta affondando è davvero l'ignoranza degli italiani. Un male diffuso che distrugge tutto. L'ignorante non paga le tasse perché non le capisce. L'ignorante fa il furbo perché non sa fare altro. L'ignorante non conosce nemmeno i propri diritti. L'ignorante vota chi gli somiglia. L'ignorante non conosce la Storia e si fa convincere dai ciarlatani. L'ignorante parla di sé attraverso oggetti costosi perché i suoi pensieri sono poveri come il suo vocabolario. L'ignorante è arrogante perché non conosce i propri limiti. L'ignorante si ammazza con le droghe o la velocità perché ha sensi di inferiorità che lo fanno soffrire. L'ignorante fa razzia della cosa pubblica perché non capisce che sta segando il ramo dove è seduto. L'ignorante è violento perché gli mancano le parole per dire la sua. L'ignorante odia il mondo perché lo ha messo ai margini. L'ignorante pensa che può riscattarsi solo facendo soldi, in qualsiasi modo.

Questo è il vero debito pubblico dell'Italia! Saremmo un Paese ricco entro due decenni, forse meno, se i governanti lo capissero e riversassero risorse, umane e materiali, per la soluzione del problema. Ma non sono molto fiducioso...vista l'ignoranza della nostra classe politica.

https://www.facebook.com/VivianaVivarelliViola

Ambiente, profondo rosso: tra 24 ore la Terra è in debito. - Luca Mercalli

Il 22 agosto è il giorno del sovrasfruttamento delle risorse terrestri da parte dell’Umanità (Overshoot Day). Non è una data fissa, celebrativa, come la giornata mondiale dell’ambiente o della gioventù, ma è come una spia rossa che si accende sul cruscotto dell’auto e ti dice che sei in riserva perché hai premuto troppo sull’acceleratore. Nel 1970, con una Terra popolata da 3,7 miliardi di umani – meno della metà di quanti siamo oggi – quella data cadeva il 29 dicembre: era una buona cosa, dovevamo viaggiare in riserva solo per un paio di giorni, poi con il primo gennaio dell’anno nuovo, come con gli interessi di un conto in banca sano, si poteva fare rifornimento di risorse naturali che il capitale terrestre era in grado di rigenerare. Ma anno dopo anno, cresciuta la popolazione, cresciuti i consumi e cresciuto l’inquinamento, la data della riserva ha cominciato ad anticipare sempre più, nel 2000 era arrivata al 23 settembre e nel 2019 al 29 luglio, la più precoce di sempre.

“In riserva” carbone&C.: mangiare la biodiversità

Nel caso del nostro pianeta viaggiare in riserva vuol dire che ti mangi il capitale cioè impoverisci la biodiversità, estingui specie pescando troppo pesce negli oceani, deforestando l’Amazzonia, scavando miniere, cementificando il suolo, bruciando petrolio e carbone, cambiando il clima, spargendo plastica e altri rifiuti, accrescendo la popolazione di circa 80 milioni di persone all’anno. Giocando a spendere più di quanto ci sia sul conto per cinque mesi su dodici, contraiamo un debito molto più importante di quello monetario: il debito ecologico, detenuto non da banche o governi, ma dalle inesorabili leggi fisiche che governano l’universo.

Un debito che non si potrà estinguere con decreti o recovery funds, perché è misurato in tonnellate di CO2, in concentrazioni di mercurio nelle acque, in microplastiche nel cibo, in mancanza di suolo fertile, in minore produttività agraria, in riduzione dell’acqua dolce e così via. Cioè basato sulle grandezze fisico-chimiche e biologiche che fanno funzionare la nostra vita e che non si comprano con la carta di credito. Quest’anno però è successo qualcosa di inatteso: invece di anticipare, la data del sovrasfruttamento ha riguadagnato 24 giorni, riportandosi ai livelli del 2005.

Non è l’effetto di un’improvvisa politica ambientalista planetaria, non è il frutto dell’Accordo di Parigi sul clima, ma semplicemente la riduzione dei consumi e dei trasporti dovuta al confinamento sanitario da coronavirus. Per qualche mese vari paesi del mondo hanno chiuso in casa la popolazione, la gente non ha più utilizzato aerei e automobili, ha sostituito i viaggi con le teleconferenze, ha ridotto lo shopping all’indispensabile, e magicamente le emissioni di CO2 sono diminuite e in parte anche l’uso di alcune materie prime non indispensabili. Ma con il rientro a una vita normale dopo l’emergenza, tutto sta tornando come prima o peggio di prima. Il terrore del collasso economico, che purtroppo è sempre, e a torto, maggiore di quello del collasso ecologico, spinge verso una ripresa dei consumi. La svolta verde è ancora lontana e carbone, petrolio, deforestazione e rifiuti continuano a essere il motore della crescita economica. Il rinculo della data del sovrasfruttamento 2020 potrebbe dunque essere un fenomeno del tutto transitorio, annullato nei prossimi mesi dal ripristino del modello dissipativo business-as-usual. Ma potrebbe anche rappresentare un eccellente esperimento positivo, la prova che se si vuole, si può ridurre in tempi brevissimi il nostro impatto sulle risorse planetarie.

Non invocando un nuovo lockdown, ma agendo sulle abitudini quotidiane, riducendo i viaggi inutili, soprattutto quelli aerei e il pendolarismo automobilistico facilmente sostituibile dal telelavoro, limitando i consumi di oggetti inutili, rallentando la frenetica attività produttiva voluta dalla competitività e dalla finanza. Ovvio che per rendere strutturali queste modifiche bisognerebbe cambiare il modello economico: da un capitalismo estrattivo basato sul dogma – fisicamente irrealizzabile – della crescita infinita in un mondo finito, a una società demograficamente ed economicamente stazionaria che possa essere più sobria nei consumi, rispettando i limiti planetari e sfruttando al meglio la tecnologia per ridurre gli sprechi, non per indurne di nuovi!

Domani o cambiamo o nessuno ci farà credito.

Se ciò verrà fatto, potremmo sperare di riportare la data della riserva verso dicembre, consegnando alle generazioni future un bilancio ecologico relativamente sano, un pacchetto di risorse naturali ancora passabile, un clima non troppo sregolato, un accumulo di rifiuti bonificabile. Se non lo faremo, la data, quando il problema Covid sarà risolto, tornerà ad anticipare, approfondendo sempre più il debito ecologico globale fino all’invivibilità di buona parte del pianeta. Come dire che a un certo punto la vera banca da cui dipendiamo tutti noi, quella ambientale, chiuderà il nostro conto in rosso e ci pignorerà ogni avere, saremo una specie sfrattata dal pianeta e nessuno ci farà credito. Sarà quello il giorno della bancarotta ecologica.

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