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La Telegrafia di Rutherford

Radioastronomia
 


APPUNTI DI RADIOASTRONOMIA
a cura di Giovanni Lorusso IK0ELN
IARA Group, SAIt, SdR Radioastronomia UAI



 
La nuova scala dei segnali extraterrestri. Si va verso una revisione della Scala di Rio, lo strumento che classifica significato e importanza dei radiosegnali extraterrestri (e capire se sono attribuibili ad alieni). L'idea è di renderla più adatta alle comunicazioni attuali, più veloci e globali rispetto a qualche anno fa. Gli scienziati dell'osservatorio di Parkes, in Australia, per 17 anni avevano registrato, per una o due volte all'anno, misteriosi radiosegnali. Nel 2015, la (deludente) soluzione del giallo: i segnali provenivano dal microonde della sala relax. Non è la prima volta che simili falsi allarmi fanno impennare le aspettative circa un possibile segnale alieno - poi puntualmente disilluse. Per meglio indicare la portata di un radiosegnale captato (nelle sue varie sfumature: dall'interferenza di una radiosveglia a un possibile primo contatto extraterrestre) un gruppo di scienziati guidati dall'Università di St Andrews, in Scozia, e dal Seti Institute di Mountain View, California, ha proposto l'aggiornamento di uno strumento di classificazione già in uso da 17 anni, per adattarlo ai tempi che cambiano. Una base di partenza esiste già: è la Scala di Rio, nata nel 2001 per iniziativa dell'astronomo Iván Almár e di Jill Tarter, cofondatrice del Seti Insitute, in occasione di un congresso a Rio de Janeiro (da qui il nome). Essa quantifica, con un punteggio da 0 a 10, l'impatto sociale che un annuncio su un eventuale segnale alieno avrebbe, in relazione al grado di certezza che quel segnale sia un effettivo tentativo di contatto.
 


LA TELEGRAFIA DI RUTHERFORD
 
In uno dei congressi scientifici a cui ho partecipato lo scorso anno in Olanda, ricordo che durante la pausa coffee break ero seduto al bar della sala congressi a sorbire un caffè lungo; anzi, direi lunghissimo! Ed in attesa che si ritornasse nuovamente nella sala, cominciai a maneggiare la radio portatile che, come sempre, metto in valigia, intento ad ascoltare le comunicazioni dei ponti radio olandesi. Ad un tratto mi si avvicinò un signore dalla folta barba bianca e, rivolgendosi a me, disse: ... Good Morning Ser, are you amateur radio? ... gli risposi: ... Oh yes, I am ... Mi strinse cordialmente la mano e mi disse il suo nominativo radioamatoriale, del quale ricordo soltanto il prefisso ZL1.??? aggiunse il suo nome Mr. Robert e la sua città Auckland in Nuova Zelanda, dove insegnava scienze astronomiche al St. Peter's College. Poi mi chiese se ero attivo in telegrafia, giacché lui amava tantissimo questo modo di emissione per i collegamenti radio. Gli risposi che da anni, ormai, non trasmettevo più in nessuna banda e tanto meno in telegrafia; in quanto l'unico mio interesse era rivolto alla ricerca radioastronomica, motivo per cui ero in Olanda. Robert mi informò che le sue comunicazioni radio erano soltanto in telegrafia ed il suo unico corrispondente era un radioamatore olandese, radioastronomo presso il radiotelescopio LOFAR (Low Frequency Arrey) che aveva provveduto ad invitarlo al congresso. Aggiunse che aveva un vecchio ricetrasmettitore valvolare della mitica linea Collins che usava esclusivamente in telegrafia e che, poiché lo usava soltanto in questa unica emissione, non ricordava più dove avesse riposto il microfono. Concluse dicendo che con quel “Old Rig and just one dipole antenna” si scambiava, sempre in telegrafia, importanti dati radioastronomici con il suo amico olandese. Ma la cosa che mi lasciò sorpreso fu quando mi disse che i primi esperimenti radio in telegrafia furono eseguiti da Rutherford, in Nuova Zelanda! Immediatamente gli replicai che era in errore, in quanto il patrocinio di questa sperimentazione era opera di Guglielmo Marconi.
Ma Mr. Robert mi ribadì quanto aveva precedentemente asserito, disse: “... no, no dear Giovanni, the first was Ernest Rutherford, but togheter Guglielmo Marconi ...”. Terminata la pausa caffè, rientrammo nella sala congressi e per tutta la mia permanenza a Voledam non affrontammo più questo argomento. Poi, rientrato in Italia e preso da altri impegni, dimenticai del tutto questo particolare. Giorni fa, è accaduto che, spolverando la mia libreria mi si presentò tra le mani un testo dedicato proprio a Rutherford; lo guardai stupito, e mi ritornarono in mente le affermazioni fatte da Mr. Robert. Ed eccomi qui ora a cercare di capire, intanto chi era Rutherford e poi che attinenza avesse con la telegrafia senza fili. Ebbene Ernest Rutherford (Fig.1) era nato il 30 Agosto 1871 a Nelson, in Nuova Zelanda; nel 1889, dopo essersi trasferito in Inghilterra, iniziò i suoi studi presso l'Università di Canterbury; e nel 1894 effettuò esperimenti con le onde radio, sviluppando la telegrafia senza fili, contemporaneamente agli esperimenti condotti in Italia da Guglielmo Marconi. Infatti, Rutherford costruì il suo dispositivo per captare i segnali radio a prescindere dai progressi di Marconi; e nelle sue dimostrazioni fu in grado di risvegliare la curiosità di molti scienziati dell'Università, i quali notarono presto che una simile invenzione aveva multiple applicazioni, ma soprattutto la strategia di poter comunicare da terra con una imbarcazione in navigazione. Nell'anno 1896 Rutherford presentò la sua invenzione alla Royal Society, alla quale spiegò dettagliatamente il funzionamento del suo rivelatore di onde radio e le molteplici applicazioni, tanto che gli permisero di sognare lauti guadagni. Il suo unico esperimento fu quando dal laboratorio dell'Università riuscì ad inviare con successo alcuni messaggi telegrafici alla Camera dei Lord, a circa un chilometro di distanza.
Ed a tal riguardo pubblicò il suo primo libro sull'argomento “Radio Activity” (Fig.2) che fissa le basi di questo nuovo ramo della Fisica. Comunque, anche se si trattava di una invenzione promettente, che poteva anche tradursi in una fonte importante di guadagno, passò presto in secondo piano tra le sue ricerche quando divennero noti i Raggi X. Intanto in Italia Guglielmo Marconi continuò i suoi studi e nel 1901 riuscì a trasmettere un segnale radio che fu ricevuto dall'altra parte dell'Atlantico (Fig.3) così che, nell'anno 1909, ricevette il Premio Nobel per la Fisica, motivato dalle importanti applicazioni della sua scoperta. Dunque, una corsa per la telegrafia senza fili che, comunque, non li vide mai in competizione tra di loro; con un traguardo raggiunto dal grande Maestro italiano; il quale, però, per la scarsa risonanza che ottenne in Italia, decise di trasferirsi nel Regno Unito, dove presentò i suoi brevetti, fondò la sua azienda ed iniziò a collaborare con la Royal Postal Society. Ma che ne è stato poi di Ernest Rutherford?
Abbandonate le ricerca sulla telegrafia senza fili, nel 1895 Rutherford si dedicò allo studio dei Raggi X. Nel 1898 riuscì a misurare i Raggi Alfa e Beta; nel 1907 progettò un rilevatore di particelle Alfa e, sempre nello stesso anno, riuscì ad identificare le particelle Alfa con nuclei di Elio; così che, nell'anno 1908, gli fu assegnato il Premio Nobel per la Chimica, perché dimostrò l'esistenza dell'atomo con un nucleo piccolo ma enormemente denso, formato da particelle, ovvero: i Protoni ed i Neutroni; artefici, tra l'altro, della ionizzazione degli strati alti dell'atmosfera terrestre e, quindi, della propagazione dei segnali radio a lunga distanza; (Un Atomo è composto da tre particelle elementari: i Protoni di carica elettrica positiva; gli Elettroni di carica elettrica negativa; e i Neutroni che non hanno carica elettrica, ma hanno una massa simile ai Protoni. Protoni e Neutroni sono raccolti nel nucleo, formando un insieme molto compatto; mentre gli Elettroni orbitano a grandi distanze relative. Vedi schema del modello di Rutherford (Fig.5) e nell'anno 1919 ottenne la nomina di direttore della Cambridge University. Rutherford fu un grande fisico sperimentale che amava il lavoro di laboratorio; una persona molto disciplinata e metodica; impegnato nei suoi studi che gli valsero la capacità di determinare finanche l'età della Terra, grazie alle sue ricerche sulla radioattività del nostro pianeta.
Un grande scienziato che faceva parte di una generazione di scienziati con una personalità capace di attrarre giovani talenti e che, ancora oggi, lo pone in una posizione storica di rilievo (Fig.4).
Tra gli alti riconoscimenti che gli furono assegnati dalla Corona Britannica, vanno ricordati la Rumford Medal nel 1904; la Copley Medal dalla Royal Society di Londra nel 1922; e l'Ordine Britannico al Merito nel 1925. Ma la sua patria d'origine non fu da meno, in quanto gli assegnò il titolo nobiliare di Accademy Member of New Zeland Philosopy Institute e la laurea Honoris Causae. Ernest Rutherford morì a Cambrige, nel Regno Unito, il 19 Ottobre 1937 a causa di un'ernia ombelicale strozzata ed è sepolto nell'Abbazia di Westminster, dove sono sepolti anche Isaac Newton e Charles Darwin. Devo dire che, dopo aver letto l'ultima pagina del libro, l'ho riposto nella libreria e sono rimasto assorto nei miei pensieri. Due grandi scienziati: Ernest Rutherford e Guglielmo Marconi, precursori di scoperte di cui hanno beneficiato i popoli di tutta la Terra. E mentre riflettevo, mi è parso di risentire la voce di Mr. Robert che ripeteva “... dear Giovanni, the first was Ernest Rutherford, togheter Guglielmo Marconi ...”  e devo ammettere che probabilmente aveva ragione il neozelandese di Auchland dalla folta barba bianca!
dott. Giovanni Lorusso (IK0ELN)
Segnali extraterrestri dallo spazio. "SE L’UNIVERSO e la nostra galassia pullulano di civiltà sviluppate, dove sono tutti quanti?". Non è certamente una domanda banale. A porsela per primo, nel 1950, fu Enrico Fermi, a commento di un presunto avvistamento Ufo riportato dalla stampa. E nessuno, finora, ha saputo trovare la risposta definitiva. Forse anche a causa del silenzio assordante dei radiotelescopi che da decenni attendono – invano – con le orecchie tese eventuali segnali di vita aliena provenienti dallo spazio. A provare a rispondere a Fermi fu, per primo, l’astronomo americano Frank Drake, che nel 1961 mise a punto un’equazione che stima il numero di civiltà extraterrestri nella nostra galassia in grado di comunicare con il nostro pianeta. Da allora, diversi scienziati hanno lavorato sull’equazione, riaggiustandone e raffinandone i parametri per rendere la stima sempre più realistica. Ultimo, in ordine di tempo, l’italiano Claudio Grimaldi, ricercatore all’École Polytechnique Fédérale de Lausanne, che in un articolo appena caricato sul portale ArXiv, lavorando sull’equazione di Drake, ha mostrato, tra le altre cose, che se mai ricevessimo segnali extraterrestri, questi proverrebbero con alte probabilità da civiltà ormai estinte. Lo studio, che tra gli altri porta la firma dello stesso Drake, sarà prossimamente pubblicato sulla rivista “Publications of the Astronomical Society of the Pacific”.
 
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