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Il ghiaccio gelificato è la forma d'acqua più leggera

16.09.2017

I cubetti di ghiaccio che tiri fuori dal congelatore sono solo uno dei 17 tipi di ghiaccio conosciuti oggi dagli scienziati. Ma ora gli scienziati dell'Università di Okayama in Giappone stanno lavorando su un'altra 18a forma di ghiaccio, che sarà la forma d'acqua più leggera fino ad oggi. Lo studio di campioni di "airold", una specie di aerogel ghiacciato, consentirà agli scienziati di capire alcune delle sottigliezze del comportamento dell'acqua posta in condizioni ambientali estreme.

Il ghiaccio normale si ottiene raffreddando l'acqua alla normale pressione atmosferica, mentre le molecole d'acqua formano un reticolo cristallino con una cella esagonale. Tuttavia, il livello di pressione e la velocità di variazione della temperatura possono far sì che le molecole d'acqua formino un reticolo cristallino diverso da quello esagonale; il cosiddetto ghiaccio cubico si forma abbastanza spesso nell'atmosfera terrestre. E forme ancora più esotiche di ghiaccio possono formarsi nelle atmosfere di altri pianeti.

Quando la pressione aumenta al momento del congelamento, si forma ghiaccio con una densità superiore a quella del ghiaccio normale. Naturalmente, man mano che la pressione diminuisce, inizia a formarsi un ghiaccio meno denso, la cui struttura ricorda lo "zucchero filato di ghiaccio". Al momento, gli scienziati conoscono solo due forme di ghiaccio a bassa densità, che hanno una densità del 50 e del 90 percento di quella del ghiaccio normale.

Gli scienziati hanno effettuato una serie di calcoli che hanno utilizzato più di 300 tipi di nanostrutture, costituite da molecole d'acqua, che possono formarsi in condizioni di bassa pressione. Secondo i risultati ottenuti, tutti i cristalli di tale ghiaccio mantengono la loro stabilità solo ad una temperatura prossima allo zero assoluto; all'aumentare della temperatura, i cristalli perdono la loro stabilità, il che porta ad un cambiamento nella loro struttura. La forma meno densa di ghiaccio ha una struttura, i cui nodi sono collegati da "bastoni" piuttosto lunghi di molecole d'acqua. Tra i nodi c'è un grande spazio vuoto pieno d'aria, che determina la densità estremamente bassa di un tale materiale nel suo insieme.

La modellazione al computer troverà innumerevoli forme di ghiaccio. Tuttavia, l'ottenimento di campioni di tale ghiaccio è associato a molte difficoltà dovute alla bassa pressione e alle temperature estremamente basse alle quali tale ghiaccio può formarsi ed esistere. "I nostri calcoli ci hanno fornito un obiettivo per ulteriori ricerche. Presto calcoleremo l'intero intervallo richiesto di condizioni ambientali e cercheremo di ottenere i primi campioni di nuove forme di ghiaccio, il cui studio ci aiuterà a capire il comportamento delle molecole d'acqua in condizioni estreme".

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Nasconditi dalle civiltà extraterrestri 11.05.2017

Dal momento che Stephen Hawking e altri scienziati hanno sollevato la questione del perché dovremmo dichiarare la nostra esistenza ad altre civiltà che potrebbero non essere affatto amichevoli, il dibattito su questo argomento non si è placato. Un recente articolo del professore associato di astronomia della Columbia University, David Kipping, intitolato "Come creare un mantello dell'invisibilità per nascondere la Terra dalle civiltà extraterrestri?"

In esso, Kipping afferma che se le civiltà extraterrestri, di cui gli scienziati avvertono, ci hanno davvero superato in modo significativo nello sviluppo, allora non costa loro nulla, in primo luogo, nascondersi dai nostri occhi usando metodi che ci sono ancora sconosciuti e, in secondo luogo, creare l'illusione di visibilità quando gli fa comodo. Ad esempio, lo scienziato cita il cosiddetto metodo di transito per rilevare gli esopianeti. Si basa sull'osservazione del passaggio di un pianeta sullo sfondo di una stella, il che porta a un regolare, lieve attenuazione della luminosità della stella. La misurazione della profondità e della durata del transito consente di determinare il raggio dell'esopanet, il semiasse maggiore della sua orbita e la sua eccentricità, a condizione che sia noto il periodo orbitale di un tale pianeta.

Dal punto di vista di uno scienziato, una tale diminuzione della brillantezza di una stella negli occhi, o meglio, nei telescopi dell'osservatore, può essere deliberatamente provocata con l'ausilio di dispositivi laser già a nostra disposizione al fine di fuorviare l'osservatore . O viceversa: i laser possono essere utilizzati per compensare l'oscuramento e non tradirsi. Ciò richiederebbe 30 megawatt di elettricità, secondo i calcoli di Kipping, utilizzando una tecnologia di rilevamento come quella utilizzata dall'osservatorio spaziale Kepler, che vede gli esopianeti nella stessa luce. E con un aumento della potenza di 10 volte, puoi ottenere l'invisibilità "multicolore". Per questo, i moderni laser terrestri (piuttosto che alieni) sono utili, utilizzando la generazione del supercontinuum, in cui la luce laser viene convertita in luce con uno spettro molto ampio (cioè con bassa coerenza temporale), mentre la coerenza spaziale di solito rimane elevata.

Poiché l'autore sostiene che se con l'aiuto delle nostre tecnologie è possibile manipolare la visibilità o l'invisibilità nell'Universo, allora è difficile immaginare cosa potrebbe esserci nell'arsenale di civiltà più avanzate. Pertanto, la domanda se i terrestri abbiano bisogno di un mantello dell'invisibilità rimane retorica.

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