Categoria: research

Dove inizia lo spazio

Ovvero, in altri termini, dove finisce l’atmosfera?

Stiamo parlando di un punto, anzi una linea, invisibile e, soprattutto, convenzionale. La linea di Kármán è stata da sempre convenzionalmente posta a 100 km al di sopra del livello del mare. E’ li che si è sempre considerato finire il nostro pianeta ed iniziare lo spazio.

100 km è la quota identificata affinché un satellite si muova con la velocità necessaria a rimanere in orbita attorno alla terra vincendo la resistenza della rarefatta atmosfera. A tale quota la velocità del satellite genera una forza che è sufficiente a vincere la gravità terreste.

KarmanLine.png

Ma oggi stiamo pensando di spostare il nostro confine e… non ampliarlo, bensì ridurlo ci 20 km. Esatto; avviciniamo il limite del nostro pianeta a 80 km… lo spazio sarebbe leggermente più grande anche se non credo che faccia poi tanta differenza.

Ed effettivamente il punto è più che tecnico giuridico. Infatti, mentre lo spazio aereo è “di proprietà” dei paesi sottostanti, lo spazio (quello nero 🙂 ) è libero (e quanto mai democratico).

Praticamente fino a 100 km (finora) valgono le legislazioni nazionali; oltre solo quelle internazionali. Abbassare il limite di tale divisione significa portare un po’ più vicino a noi lo spazio e quindi anche il campo “libero” di azione dei satelliti.

In this paper I revisit proposed definitions of the boundary between the Earth’s atmosphere and outer space, considering orbital and suborbital trajectories used by space vehicles. In particular, I investigate the inner edge of outer space from historical, physical and technological viewpoints and propose 80 km as a more appropriate boundary than the currently popular 100 km Von Kármán line.

La pubblicazione in questione ha analizzato l’orbita di ben 43000 satelliti che negli anni si sono appropinquati al nostro pianeta rivoluzione dopo rivoluzione e diversi di essi hanno compiuto parecchie orbite sotto i 100 km, scendendo fino ad 80 km (beh… più in basso la loro fine è segnata dal calore dell’attrito con l’atmosfera). Ora cosa significa? Che questi oggetti sono nello spazio e poi non lo sono più ogni paio d’ore?

Ovviamente è solo una questione di definizione (ed oggi con l’intervento di attori privati, turismo spaziale, voli suborbitali e via dicendo, di definizioni ne sentiamo davvero il bisogno), ma sapere dove ci si trova è uno dei bisogni fondamentali dell’essere umano. Sapere di essere nello spazio, poi, è anche una delle nostre soddisfazioni; perché non renderla leggerissimamente più semplice?

WU

PS. Ad ogni modo, già oggi la US Air Force definisce chiunque abbia volato a più di 80 km di quota un’astronauta…

E comunque tali quote rimangono ben al disopra della nostra capacità di umana sopportazione (vedi qui), ma non abbastanza in alto per la nostra capacità di umana esplorazione.

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Blockchain paper review

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Fatemi sproloquiare nuovamente, sulla scia di questo XKCD, sull’impeto delle pubblicazioni “scientifiche” e sul publication bias.

Oltre gli evidenti paradossi al quale un sistema di peer-review delle pubblicazioni ci ha portato (che non ripeto per dignità e per mia salvaguardia mentale), oggi stiamo facendo un’ulteriore evoluzione.

Ovvero stiamo (tutti, sia ben chiaro) progressivamente riducendo l’attenzione che dedichiamo alle revisioni (per giocare a Zelda o andare al mare poco importa) tanto da arrivare a non avere prove sufficienti ne per accettare ne per rigettare un articolo. Detto in altri termini, non siamo in grado di approfondire più nulla, ma soltanto di passeggiare su cose che già sappiamo, prossime al nostro seminato, oppure chiedere ad Internet.

Oggi che viviamo nell’epoca delle cryptovalute e stiamo imparando ad esportare il concetto di blockchain ad altri campi, perché non proviamo ad abbandonare l’attuale sistema di revisione per appoggiarci ad un sistema pubblico, immodificabile e distribuito?

La butto li. Qualcosa tipo una serie di “nodi di review” nei quali diversi soggetti contribuiscono alla review in una specie di registro pubblico, in cui ogni contributo sia tracciabile e che non sia modificabile in base … alle occupazioni del weekend?

Sicuramente la cosa va declinata meglio, ma almeno potrebbe essere un’idea…

WU

Life Versus Dark Energy

Già un titolo così mi fa venir voglia di leggere l’articolo. Poi quando continua con “How An Advanced Civilization Could Resist the Accelerating Expansion of the Universe“… praticamente ha già vinto.

Nei meandri di una noiosa telefonata fiume-pseudo-lavorativa mi sono imbattuto in questo succulento articolo. Ora ne blatero un pochino, ma come sempre, a parte i “risultati” che pretende di aver “dimostrato” la cosa che mi affascina di più è che qualcuno si sia messo a pensare ad una eventualità del genere ed è riuscito a trarne qualche conseguenza. Questo si che giustifica millenni di evoluzione umana… 🙂

The presence of dark energy in our universe is causing space to expand at an accelerating rate. As a result, over the next approximately 100 billion years, all stars residing beyond the Local Group will fall beyond the cosmic horizon and become not only unobservable, but entirely inaccessible, thus limiting how much energy could one day be extracted from them. Here, we consider the likely response of a highly advanced civilization to this situation. In particular, we argue that in order to maximize its access to useable energy, a sufficiently advanced civilization would chose to expand rapidly outward, build Dyson Spheres or similar structures around encountered stars, and use the energy that is harnessed to accelerate those stars away from the approaching horizon and toward the center of the civilization.

Praticamente: la materia oscura (ammesso che esista) sta causando una accelerazione dell’espansione dell’universo. Ciò porta le stelle ad allontanarsi fra loro e quindi una potenziale civiltà super avanzata a ritrovarsi brevemente in mancanza di energia. Una “likely response” a questo problema che tale civiltà potrebbe trovare è quella di costruire sfere di Dyson (ve le ricordate?) ed accalappiare quante più stelle, con relativa energia, per portarle verso la culla della loro (certamente non nostra) civiltà.

Ovviamente facile a dirsi, ma non a farsi… per noi.

[…] we speculate about how an advanced civilization would respond to the challenge of living in a universe that is dominated by dark energy. Here we have in mind a civilization that has reached Type III status on the Kardashev scale, which entails the ability to harness the energy produced by stars throughout an entire galaxy […]. To this end, they could build Dyson Spheres or other such structures around the stars that are encountered, and use the energy that is collected to propel those stars toward the center of the civilization, where they will become gravitationally bound and thus protected from the future expansion of space.

Parliamo quindi di gente abbastanza avanti (di certo vi ricordate questa scala) tanto da poter costruire palle-cattura-energia come se niente fosse ed utilizzare, intelligentemente questa energia per avvicinare le stelle al centro della loro civiltà “combattendo” in qualche modo l’espansione dell’universo. Chissà se tale civiltà possa essere considerata come una causa di una vita più lunga del nostro universo?!

Il paper continua “desumendo” anche quali sono le stesse che potenzialmente è più facile cadano vittime di questa avanzatissima civiltà di cannibali. In particolare fra 0.2 e 1 volta la massa del nostro sole (i.e., se ancora in vita noi saremmo spacciati).

… e dato che l’appetito vien mangiando… perchè fermarsi?

[…] we performed our calculations for the case of an advanced civilization that expands outward from the Milky Way (or Local Group) starting in the current epoch. It is of course possible, however, that life has already evolved elsewhere in our universe, and that civilizations far more advanced than our own may already exist within our Hubble volume. If this is the case, then they may have already begun to collect stars from their surrounding cosmological environment, altering the distribution of stars and leading to potentially observable signatures.

Ovvero, guardiamo bene cosa c’è li fuori poiché qualcosa del genere potrebbe addirittura essere già in atto! Accorgercene per tempo potrebbe, oltre che farci esultare per aver trovato i nostri agognati alieni, essere anche la carta della nostra salvezza (guida galattica per autostoppisti non ci ha insegnato nulla?).

Ora, a parte i calcoli, le ipotesi, i dettagli e tutto il bello “per gli addetti ai lavori” (quali?), ribadisco che è l’idea il punto di forza del paper. Idea che deve esser stata approfondita sostanzialmente perché divertente o bizzarra, ma che ha l’indubbia dote di riuscire a motivare i lettori più curiosi… meglio se giovani e di talento. A questo, e non a farsi auto-pubblicità, dovrebbero servire le ricerche e le pubblicazioni scientifiche.

WU

PS. Consiglio di leggerlo.

25 luoghi

Ci muoviamo, viaggiamo, cambiamo ambienti, frequentazioni, ritmi durante il corso della nostra vita. Oggi viviamo in un mondo iperconnesso, dove spostarsi è molto più facile che in passato; il giro del mondo lo possiamo fare in molto meno di 80 giorni. Eppure in un mondo ove viaggiare non è un limite, i limiti ce li mettiamo da noi comunque (ed in questo, non solo in questo ambito, siamo maestri).

Allora, analizzando circa 40.000 tracce mobili raccolte da un vasto pool di persone nel corso di anni abbiamo visto quando e più o meno dove ci piace essere. E’ uno studio che ambisce ad indagare la mobilità umana globale e nel corso dell’intera esistenza. E’ ambizione pura, e pertanto rispondere con un numero lo rende ancora più affascinante.

25 luoghi; ecco la risposta. Indipendentemente dal momento della nostra vita, dalle nostre abitudini, dalla nostra origine, in questa epoca noi visitiamo regolarmente 25 luoghi. Ecco tutto.

We reveal that mobility patterns evolve significantly yet smoothly, and that the number of familiar locations an individual visits at any point is a conserved quantity with a typical size of ~25.

Lo studio ha dapprima analizzato le tracce mobili di 1000 studenti ed ha trovato “il numero magico”. Lo stupore è aumentato a dismisura quando il numero si è ripresentato anche su un campione ancora più vasto di 40.000 tracce mobili. Sempre 25 i luoghi visitati regolarmente da queste persone in un generico momento della loro (nostra) vita.

Una costante, una quantità che si conserva lungo la nostra esistenza.

People are constantly balancing their curiosity and laziness. We want to explore new places but also want to exploit old ones that we like. Think of a restaurant or a gym. In doing so we adopt and abandon places all the time. We found that this dynamics yields an unexpected result: We visit a constant, fixed number of places […]

Ovviamente i luoghi non sono sempre gli stessi, ma se ne aggiungono tanti quanti se ne rimuovono; come dire da piccoli facciamo il parco, da adolescenti il pub, poi il centro commerciale, quello-che-vi-pare, il cantiere (ode agli anziani a mani dietro la schiena dietro le verdi reti), e via dicendo. Ma il totale dei luoghi in cui ci muoviamo è mediamente sempre 25.

Un numero fisso e costante che rappresenta il nostro (s)bilanciamento fra le nostre sicurezze e la nostra curiosità.

Non dipende dal tempo, dall’età o dalla città/nazione/continente in cui ci muoviamo; dipende dai vincoli che ci portiamo inconsciamente dentro

… e forse anche dal numero massimo di iterazioni sociali che siamo in grado di intrattenere.

Our research established a first formal connection between the study of human mobility and human social cognition. Clarifying this link will help us design better public spaces as well as better transportation systems. And ultimately facilitate the creation of more sustainable and healthy urban environment for all of us.

WU

Niata cattle

Un misto fra un bovino ed un bulldog. Dalle fattezze di una mucca con il muso di un cane. Animale che di erto non poteva passare inosservato… e che non ha di certo vissuto solo nel mondo della fantasia.

Siamo nella Pampa Argentina, attorno al 1840 quando Darwin (si, quello che abbiamo tutti almeno sentito nominare) si imbatteva nello strano incrocio. Anzi, nella strana specie!

Il punto era effettivamente questo: eravamo dinnanzi ad uno scherzo della natura in cui un canide ed un bovinide avevano generato “qualcosa” o era una specie a se stante con strane fattezze? Beh (fortunatamente direi), eravamo nel secondo caso.

Our results show that the Niata was a viable variety of cattle and exhibited anatomical differences to known chondrodysplastic forms. In cranial shape and genetic analysis, the Niata occupies an isolated position clearly separated from other cattle. Computational biomechanical model comparison reveals that the shorter face of the Niata resulted in a restricted distribution and lower magnitude of stress during biting. Morphological and genetic data illustrate the acquisition of novelty in the domestication process and confirm the distinct nature of the Niata cattle, validating Darwin’s view that it was a true breed.

La razza Niata era effettivamente un a razza di bovini molto rara… ed oggi estinta. La cosa più strana e triste è che l’estinzione della rara specie non è affatto legato al suo raro aspetto quanto al suo massivo sfruttamento ad opera dell’uomo (… non ve lo aspettavate, eh?!). In un paese dove l’allevamento fattura miliardi non si può perdere tempo con razze che non siano idonee allo sfruttamento intensivo, indipendentemente dal loro aspetto (… ed il risultato è che oggi vi sono pochissime razze di bovini argentini anche partendo da diverse decine).

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Tornando alla particolare conformazione del cow-dog, comunque, benché avesse i tratti del muso decisamente simili a quelli di un bulldog, non soffriva (per loro inutile fortuna) di tutti i problemi di alimentazione e respirazione di cui sono vittima questi cani a causa della loro particolare conformazione del volto e del cranio.

But when the scientists examined Niata skeletons, they found that the cows’ legs were not short relative to their body size. Genetic evidence told the researchers that Niata cows were a “true breed”; their shortened skulls were not the result of disease, but a persistent trait that distinguished them from other breeds. And this trait would be retained in a lineage, even if the cows interbred with other types of cattle, according to the study.

Praticamente nonostante madre natura avesse trovato ingegnose soluzioni ad annosi problemi di conformazione, a nulla è servito dinanzi alla arbitraria selezione delle specie dominante (che non ha certo l’estro e la sensibilità di madre natura).

WU

I neuroni dello spirito

La spiritualità ha radici fisiche, o meglio psichiche.

Sarà anche vero, ma il sol fatto di saperlo (e/o di sapere che qualcuno lo ha studiato) fa già perdere un po’ dell’area di mistero e magia che avvolge questa parola… ma evidentemente solo a me.

Quell’aurea di superiore e trascendente che avvolge tutto ciò che non capiamo fino in fondo, che sia in qualche modo attinente a ciò che è più grande di noi, è un parto della nostra mente e non della nostra anima (qualunque accezione vogliate dare a questa parola).

Più precisamente è un parto della nostra corteccia parietale (almeno secondo questa ricerca), che è quell’area anche legata alla consapevolezza che abbiamo di noi e degli altri. E’ la stessa area che elabora le nostre emozioni e da un senso “personale” a ciò che i sensi collezionano.

Across cultures and throughout history, human beings have reported a variety of spiritual experiences and the concomitant perceived sense of union that transcends one’s ordinary sense of self. Nevertheless, little is known about the underlying neural mechanisms of spiritual experiences, particularly when examined across different traditions and practices. By adapting an individualized guided-imagery task, we investigated neural correlates of personally meaningful spiritual experiences as compared with stressful and neutral-relaxing experiences. We observed in the spiritual condition, as compared with the neutral-relaxing condition, reduced activity in the left inferior parietal lobule (IPL), a result that suggests the IPL may contribute importantly to perceptual processing and self-other representations during spiritual experiences. Compared with stress cues, responses to spiritual cues showed reduced activity in the medial thalamus and caudate, regions associated with sensory and emotional processing. Overall, the study introduces a novel method for investigating brain correlates of personally meaningful spiritual experiences and suggests neural mechanisms associated with broadly defined and personally experienced spirituality.

L’ “esperimento” si è svolto su un campione di 27 persone (tutte del Connecticut, tutte della stessa estrazione sociali e di simili esperienze… devo dire che ne penso?) in buono stato di salute. A ciascuna è stato chiesto di raccontare un episodio spirituale della propria vita e dopo una settimana sono stati sottoposti ad una risonanza magnetica mentre una suadente voce femminile gli leggeva l’esperienza da loro stessi descritta.

Quando “gli intervistati” sentivano la voce fargli rivivere le loro esperienze spirituali, mostravano tutti una ridottissima attività nella parte della consapevolezza di se e degli altri e della rielaborazione delle sensazioni ed emozioni (lobo parietale inferiore sinistro, talamo e nucleo caudato).

Il risultato è quindi che l’area più attiva della corteccia parietale sia quella in cui hanno sede le nostre esperienze “con l’eterno”, “con lo spirito”.

Ripeto, che dare un senso fisico a queste esperienze mi mette un po’ di tristezza, anche se capisco che per amor di conoscenza siamo pronti a scardinare molte sfumature/certezze/ripari sicuri del nostro animo… compresa la spiritualità.

WU

Where is everybody? Here.

Non siamo soli nell’universo (e se non ho iniziato almeno un altro post così… shame on me!). O forse si. Oppure no. Oppure … boh. Ma in ogni caso, se ci sono questi benedetti alieni, dove sono?

La domanda, indipendentemente dal credo sulla vita extra terrestre, è legittima; se ci sono civiltà extraterresti perché finora non si sono palesate? E’ un paradosso bello e buono.

Conosciamo circa 2 miliardi di galassie simili alla Via Lattea, ciascuna ospita qualche centinaia di miliardi di stelle ed ognuna di esse è un potenziale sistema planetario con tanto di possibilità di ospitare vita al di fuori della nostra palla azzurro-verde. Diciamo che le possibilità che vi sia vita al di fuori delle fortunate circostanze che l’hanno consentita sulla nostra Terra sono decisamente alte.

Assumendo che esista (attenzione attenzione…) una qualche forma di vita extra (non necessariamente abbastanza evoluta, ovvero abbastanza indietro nella scala di Kardasev), dove sono? Il paradosso di Fermi è fertile terreno per diverse teorie:

  • non ci sono forme di vita evolute
  • sono in letargo
  • hanno ostacoli di varia natura che gli impediscono di contattarci/visitarci
  • cercano di non influenzarci
  • non comunicano o non vogliono farlo con noi
  • non siamo in grado di ricevere le loro comunicazioni
  • sono tra noi
  • si sono estinti
  • oppure… “First in, last out

“First in, last out” solution to the Fermi Paradox: what if the first life that reaches interstellar travel capability necessarily eradicates all competition to fuel its own expansion?

Si, il fertile terreno ha dato vita ad un’altra affascinante, suggestiva ed un po’ agghiacciante teoria. Quando una civiltà diventa in grado di compiere un viaggio interstellare (altrimenti come farebbero a visitarci?) inevitabilmente vuol dire che ha raggiunto un grado di evoluzione così elevato che altre civiltà inferiori destano poco interesse.

E’ un poco come l’interesse che può avere per noi un formicaio mentre costruiamo un palazzo o un nido di api durante i lavori per un aeroporto… zero?

Praticamente queste civiltà aliene (se esistono) non dovrebbero necessariamente essere armate di cattive intenzioni per distruggerci (come facciamo noi nei contesti di cui sopra con il formicaio o l’alveare). Semplicemente non ci cercherebbero e se siamo d’intralcio al loro piano di espansione ci cancellerebbero, forse senza neanche accorgersene.

This problem is similar to the infamous “Tragedy of the commons”. The incentive to grab all available resources is strong, and it only takes one bad actor to ruin the equilibrium, with no possibility to prevent them from appearing at interstellar scale.

E si può andare ancora oltre. E se invece di essere noi le api o le formiche fossimo i conquistatori? Ovvero, se fossimo noi dalla parte dei conquistatori che un domani finiranno per cancellare qualche civiltà extraterrestre “inferiore” soli perché d’intralcio senza neanche farci caso?

The only explanation is the invocation of the anthropic principle. We are the first to arrive at the stage. And, most likely, will be the last to leave. The important difference between this proposal and “rare Earth”- type solutions is that human primacy is explained by the anthropic principle alone and not through additional assumptions.

Another interesting implication concerns the predictability of life at large scales. The hypothesis above is invariant of any social, economic or moral progress a civilization might achieve. This would require the existence of forces far stronger than the free will of individuals, which are fundamentally inherent to societies, and inevitably lead it in a direction no single individual would want to pursue.

Siamo noi, in questo scenario, la soluzione del paradosso. Qualcosa tipo: gli altri siamo noi…

WU