Una misteriosa donna nel cielo di Tunisi

Sono da poco rientrata in Italia dopo una bella vacanza in giro per la Tunisia e riguardando nostalgicamente le mie fotografie mi sono accorta di un particolare davvero strano. Una notte a Djerba, un'amica che viaggiava con me ha scattato con la mia macchina fotografica digitale la foto del cielo sopra Djerba che trovate in allegato. Premetto e assicuro che non c'è stata alcuna nuvola per tutta la nostra permanenza in Tunisia, tantomeno quella notte il 21 agosto 2013, ma in questa foto, intorno alla luna che è il tondo bianco più grande nell'immagine (zona sinistra della foto) si nota una strana figura, non troppo nitida, che pare affacciarsi quasi... un alone sembra formare il viso di una donna che sta per abbracciare proprio la candida sfera luminosa... Voi che ne pensate?

Samantha da Prato

Risponde Gigi Cappello, Gruppo CICAP Sicilia

Chi risponde è un appassionato frequentatore della Tunisia e del suo stupendo deserto. L'isola di Djerba, frequentatissima meta turistica balneare, si trova a poche decine di chilometri dai confini dell'erg tunisino. L'immagine inviataci dalla nostra amica ritrae una luna piena d'Agosto, che sicuramente, nel contesto in cui è stata ripresa, doveva risultare alquanto affascinante. Purtroppo, come ben sa chi si diletta di astro-fotografia, fotografare il cielo è un'impresa ardua e, se si dispone di una compatta e si fotografa a mano libera, il risultato rischia di essere ben diverso da quello sperato. Analizzando i dati Exif della foto, appare evidente come la macchina si sia settata (probabilmente in automatico) in modalità di ripresa notturna. Ciò si traduce, in termini di parametri fondamentali dello scatto, in: - Alti valori di ISO, con ulteriore potenziamento del guadagno elettronico del sensore; - Lunghi tempi di esposizione: 1/30 di secondo, nel nostro caso; - Innalzamento software dello sharpening, al fine di contrastare la perdita di nitidezza dei dettagli. Dai meta-dati appare inoltre che, per riprendere al meglio la Luna, chi ha scattato la foto ha fatto ricorso allo zoom digitale in aggiunta a quello ottico. Tutto ciò ci fa capire che ci troviamo in condizioni di scatto troppo estreme per la macchina e il risultato sono una serie di artefatti che sporcano notevolmente l'immagine. Basta dare un'occhiata nel dettaglio alle stelle, che, lontano dal risultare oggetti puntiformi (non lo sarebbero neanche in condizioni ideali) appaiono come dei dischi confusi e di forma imprecisa. L'eccessivo guadagno e lo sharpening potenziano infatti gli effetti della diffrazione, creando l'alone, mentre i lunghi tempi di esposizione creano uno spiacevole effetto mosso. Quanto detto serve da premessa per spiegare la nebulosità visibile attorno alla Luna. Benché non ci fosse nuvolosità apprezzabile, nulla esclude che fossero invece presenti nubi in quota, tipo cirri, o banchi di sabbia sospesa (niente di strano, vista la collocazione geografica), troppo deboli per essere osservati ad occhio nudo, ma amplificati nello scatto per i motivi appena discussi. A ciò si aggiungano anche piccoli effetti di foschia o di umidità. I dati exif confermano, infatti, anche che il flash ha scattato, e questo non ha fatto altro che sporcare ulteriormente l'immagine. Non ci sorprende dunque che anche in una serata estiva apparentemente perfetta, siano apparse in foto delle nebulosità impensabili.
Per quanto infine riguarda l'apparente forma antropomorfa di queste ultime, rimando (anche in questo caso) ad un approfondimento sul fenomeno della pareidolia, quell'affascinante ed utile scherzo della nostra mente che ci permette di trovare forme familiari laddove queste non siano in effetti presenti. Una lettura consigliabile è per esempio il libro Bizzarre illusioni. Lo strano mondo della pareidolia e i suoi segreti di Romolo G. Capuano.

La realtà esiste solo quando la osserviamo?
Le mie domande sulla meccanica quantistica

Ho letto alcuni testi divulgativi sulla meccanica quantistica. Ma una cosa mi sembra incredibile e già Einstein manifestava la sua incredulità con l’affermazione «La luna è sempre lassù anche quando non la osservo». Mi sembra che alcuni testi traggano conclusioni ‘magiche’ poiché asseriscono che la ‘realtà’ esiste solo nel momento in cui la osserviamo. Secondo il mio modestissimo parere, ma con un po' di buon senso, mi pare che si confondano due livelli: la realtà macrofisica e quella microfisica. Asserire che l’uomo ‘crea’ la realtà (macrofisica) e che questa ‘esista’ solo se la guardiamo significa ‘sovrapporre’ in modo illogico le due realtà fisiche. Insomma, penso che sull’isola sperduta dove naufragò Robinson Crusoe il signor Venerdì ‘esisteva’ anche quando non veniva osservato. Fare ‘incursioni’ e ‘salti’ da un dominio fisico ad un altro mi sembra un ‘trucco’ per attribuire all’uomo indebite capacità magiche e metafisiche.
Vi ringrazio se vorrete fare un po' di chiarezza in me.

Patrizio Lampariello

Risponde Giuseppe Bozzi

A più di 100 anni dalla sua introduzione per spiegare la bizzarra fenomenologia dell’infinitamente piccolo, la meccanica quantistica (MQ) stimola ancora interessanti discussioni all’interno della comunità scientifica. Nonostante innumerevoli evidenze sperimentali supportino in maniera assai precisa la struttura matematica della teoria, il problema dell’interpretazione della MQ resta aperto.

Già il solo fatto di parlare di “interpretazione” della MQ sottolinea che la questione è di pertinenza quasi esclusiva della filosofia della scienza, sebbene l’argomento appassioni moltissimi fisici che, nel corso degli anni, hanno contribuito alla discussione sui fondamenti della teoria.

Sono oggetto di interpretazione sia il processo di misura e i relativi risultati sperimentali, sia il formalismo matematico della MQ. Domande tipiche al riguardo sono, ad esempio: una volta effettuata la misura e ottenuto l’esito, possiamo dire qual era lo stato del sistema nell’istante immediatamente precedente?, qual è il ruolo dell’osservatore nel processo di misura?, la casualità dell’esito di una misura è un concetto fondamentale in natura o è solo apparente?, cosa rappresenta realmente la funzione d’onda di un sistema quantistico?

Le risposte a queste domande, e dunque la scelta di una tra le tante interpretazioni possibili della MQ, dipendono fortemente dall'orientamento filosofico del singolo scienziato poiché nella maggior parte dei casi non esistono (almeno per il momento) esperimenti che consentano di scartare l’una o l’altra ipotesi. In definitiva si può affermare che qualsiasi interpretazione logicamente consistente e non in contrasto con i risultati sperimentali è accettabile.

Alcuni semplicemente evitano di porsi il problema, abbracciando la cosiddetta “descrizione strumentalista”. Tale descrizione ipotizza l’esistenza di una precisa regolarità statistica tra la preparazione di uno stato quantistico e l’esito dei successivi processi di misura: eseguendo la stessa misura più volte, sempre sullo stesso stato di partenza, si ottiene una distribuzione di probabilità descritta dal formalismo matematico della MQ. Com’è evidente, non siamo di fronte ad una vera e propria “interpretazione” (e infatti si preferisce chiamarla “descrizione” strumentalista), dal momento che il problema del significato profondo della MQ non è minimamente affrontato e la teoria scientifica è considerata uno strumento per fare predizioni piuttosto che una descrizione (anche) metafisica della realtà. Di solito ci si riferisce a questo approccio usando la famosa frase del fisico David Mermin: «Zitto e calcola!» («Shut up and calculate!»).

Per quanto riguarda le interpretazioni vere e proprie, quella che raccoglie il maggior consenso è la cosiddetta “interpretazione di Copenhagen” formulata da Niels Bohr e Werner Heisenberg agli albori della MQ. Secondo questa interpretazione, l’interazione dell’osservatore durante il processo di misura causa il “collasso” irreversibile della funzione d’onda e “seleziona” il valore effettivamente misurato tra tutti quelli possibili. Di conseguenza, è privo di senso chiedersi quale fosse lo stato del sistema prima del processo di misura (usando le parole del fisico Paul Davies, «La realtà è nella misura, non nell’elettrone»), ed è fuorviante attribuire un qualsiasi significato alla funzione d’onda di un sistema quantistico: essa è semplicemente uno strumento matematico che ci consente di fare calcoli in MQ. La teoria è dunque intrinsecamente non deterministica nel momento della misura, sebbene l’evoluzione nel tempo di uno stato quantistico sia predetta in modo deterministico dall’equazione di Schrödinger, e l’osservatore gioca un ruolo fondamentale.

Una seconda interpretazione, abbastanza popolare sebbene lontana dal vasto consenso raggiunto da quella standard di Copenhagen, è l’interpretazione “a molti mondi” proposta a metà degli anni ’50 da Hugh Everett III. L’osservatore e il sistema oggetto dell’indagine sperimentale sono considerati strettamente correlati, in modo che il sistema completo (osservatore + sistema quantistico) è supposto isolato e regolato deterministicamente dalle leggi della MQ. All’atto della misura avviene una “ramificazione” della funzione d’onda del sistema completo in tanti rami quanti sono gli esiti possibili dell’esperimento: ad esempio, dopo la misura esisteranno N sistemi totali (includenti l’osservatore) che continueranno separatamente la loro evoluzione in N “universi” differenti. L’interpretazione a molti mondi rifiuta dunque il concetto di collasso della funzione d’onda, conferisce una realtà oggettiva alla funzione d’onda totale del sistema completo, e restituisce alla teoria il suo carattere deterministico, introducendo per il sistema in esame una serie di “storie alternative”, tutte ugualmente possibili e reali nel loro specifico “universo”. Conseguentemente viene a cadere anche il ruolo preponderante che l’osservatore ha nell’interpretazione di Copenhagen, e in questa interpretazione si “risolvono” alcuni evidenti paradossi della MQ (gatto di Schrödinger, esperimento della doppia fenditura, paradosso EPR), dal momento che ogni possibile esito di un esperimento vive, o meglio “definisce” il proprio universo di appartenenza.

Per analizzare la transizione dal microscopico al macroscopico entrambe le interpretazioni esposte fanno uso della teoria della “decoerenza quantistica”. Secondo tale teoria, le leggi della MQ vanno applicate unicamente ai sistemi isolati (indipendentemente dal fatto che siano microscopici o macroscopici). Tuttavia durante il processo di misura avviene necessariamente un’interazione tra l’esperimento (o l’osservatore) e lo stato oggetto d’indagine: questa interazione con una sorta di “bagno termico” macroscopico esterno distrugge i fenomeni di interferenza/sovrapposizione microscopici tipici della MQ, giustificando la validità dell’approssimazione classica per i sistemi macroscopici, e fornisce anche un supporto al concetto di collasso della funzione d’onda nell’interpretazione di Copenhagen e al processo di ramificazione nell’interpretazione a molti mondi.

Nel corso degli anni sono state proposte moltissime altre interpretazioni della MQ: alcune di esse sono state quasi del tutto abbandonate perché confutate dagli esiti di alcuni esperimenti o da ulteriori sviluppi teorici; altre sono ancora oggetto di ricerca da parte degli studiosi dei fondamenti della teoria quantistica. Quel che è certo è che, a distanza di quasi 100 anni dalla formulazione della MQ, non c’è ancora consenso all’interno della comunità scientifica riguardo l’interpretazione del formalismo teorico e dei risultati sperimentali.

Il nostro sostegno al CICAP: una catarsi contro il complottismo

Rinnovo, a nome mio e della mia compagna Chiara, altrettanto e forse anche più convinta della scelta, l'associazione al CICAP.

Non scelgo il rinnovo automatico non perché non meritiate una conferma vitalizia del vostro lavoro, ma perché rinnovare l'adesione per me rappresenta una sorta di catarsi. Da sostenitore del metodo scientifico, agnostico razionalista e convinto debunker delle notizie 'scalporistiche' che popolano i social network, soffro il gap generato dalle nuove tecnologie sulla popolazione: la trasformazione dell'ascoltatore televisivo in media - attraverso Facebook in particolare - ha dato origine a un'ondata di deliri, complottismi e mistificazioni che è impossibile svaporare senza un coordinamento, non fosse altro che la maggior parte delle persone agisce come un ripetitore, inoltrando sine ratio tutto ciò che solletica il proprio perverso bisogno di scandalizzarsi.

In un momento in cui la popolazione dovrebbe prendere parte attiva e partecipare alla riforma di un paese storicamente minato dalla corruzione e in equilibrio precario, ritengo sia importante demistificare la sottocultura dietrologa e complottista di movimenti come quelli contro bufale quali le Scie Chimiche, il Nuovo Ordine Mondiale Gay o il progetto di conquista del nostro Presidente della Repubblica in virtù del suo sangue blu.

Per me la conoscenza è un bisogno; per soddisfarlo, è necessario che sia appagato con un metodo affidabile e probabilisticamente corretto. Il CICAP rappresenta e ha sempre rappresentato un faro verso un mondo ancorato alla realtà e alla comprensione del mondo in cui viviamo.

Complimenti a tutti,

Rodolfo Rolando e Chiara Pasquini