![cielo stellato.jpg](https://static.wixstatic.com/media/4d06ec_8c738e23a26c4c47a7017b65d9750457~mv2.jpg/v1/fill/w_824,h_549,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,enc_auto/4d06ec_8c738e23a26c4c47a7017b65d9750457~mv2.jpg)
![radioastronomia1.jpg](https://static.wixstatic.com/media/4d06ec_b273ce3514824a438364e6f5a636a39c~mv2.jpg/v1/fill/w_664,h_382,al_c,lg_1,q_80,enc_auto/4d06ec_b273ce3514824a438364e6f5a636a39c~mv2.jpg)
RadioAstronomia
![cielo stellato.jpg](https://static.wixstatic.com/media/4d06ec_8c738e23a26c4c47a7017b65d9750457~mv2.jpg/v1/fill/w_490,h_327,al_c,q_80,usm_0.66_1.00_0.01,enc_auto/4d06ec_8c738e23a26c4c47a7017b65d9750457~mv2.jpg)
La radioastronomia è lo studio dei fenomeni celesti attraverso la misura delle caratteristiche onde radio emesse da processi fisici che avvengono nello spazio. Le onde radio sono molto più lunghe della luce e, data la debolezza dei segnali astronomici, occorrono grandi antenne, dette radiotelescopi. La radioastronomia è un campo relativamente nuovo della ricerca astronomica.
![radioastronomia1.jpg](https://static.wixstatic.com/media/4d06ec_b273ce3514824a438364e6f5a636a39c~mv2.jpg/v1/fill/w_664,h_382,al_c,lg_1,q_80,enc_auto/4d06ec_b273ce3514824a438364e6f5a636a39c~mv2.jpg)
![White Structure](https://static.wixstatic.com/media/11062b_e6d34c816aa7425bbe8c6be8f73e50b1~mv2.jpg/v1/fill/w_980,h_653,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,enc_auto/11062b_e6d34c816aa7425bbe8c6be8f73e50b1~mv2.jpg)
Correva l’anno 1931
1961: Ascoltando le voci dello Spazio
Un po' di storia...
Gennaio 1961
Partiamo a 30 anni prima: era il 1931. In una fattoria abbandonata vicino a Holmdel, nel New Jersey, un giovane e brillante
scienziato dei Laboratori Bell, di nome Karl Jansky, aveva avuto l’incarico di indagare in merito a misteriosi rumori che interferivano sulle radiocomunicazioni. Una sera, improvvisamente, egli ricevette un disturbo che non aveva mai sentito prima di allora: questo disturbo era un qualcosa di intermedio tra un soffio, una scarica ed un sfrigolio; la notte seguente il rumore comparve di nuovo e così pure le notti successive, provenendo sempre dalla stessa direzione.
Parecchi mesi più tardi, quando Jansky riesaminò le sue accurate registrazioni, lo colpì un fatto stupefacente: ogni notte lo strano rumore era apparso 4 minuti prima della notte precedente. Con un rapido controllo su un libro di astronomia, la sua intuizione fu confermata: a causa della rotazione della terra intorno al sole, ogni notte le stelle compaiono in cielo 4 minuti prima che la notte precedente. Egli ebbe così la conferma che il misterioso suono proveniva dagli spazi celesti!
Le scoperte di Karl Jansky furono riportate in una pubblicazione scientifica, ma gli scienziati suoi colleghi non seppero comprenderne completamente il significato: Jansky fu costretto a continuare i suoi studi secondo la via normale e morì pochi anni dopo, prima che il mondo cominciasse a comprendere l’importanza del suo lavoro.
Tuttavia le scoperte di Jansky affascinarono Grote Reber, un giovane ingegnere che viveva a Wheaton nell’Illinois. Nelle ore libere questi costruì un’antenna a riflettore da 9 metri e cominciò a scrutare il cielo; con essa redasse poi la prima carta radio del cielo, isolando quelle che ora sono universalmente conosciute come le fonti dei più forti radiosegnali provenienti dallo spazio. Sopraggiunse poi la seconda guerra mondiale che provocò un rapido progresso nel campo dell’elettronica, in particolare nella costruzione del radar.
Nel febbraio del 1942, mentre in Gran Bretagna si attendeva con grande apprensione l’attacco dei Tedeschi, i radar inglesi furono improvvisamente paralizzati da un intensissimo rumore composto di sibili e scariche. Gli Inglesi, sicuri che i Tedeschi avessero trovato un mezzo per rendere inservibili i loro radar, si preparano a sostenere l’attacco che credevano imminente; l’attacco tuttavia non venne.
Più tardi il fisico J. Stanley Hey, accertò che il rumore proveniva non attraverso la Manica, ma attraverso l’universo. Fatti analoghi si verificarono anche in stazioni radar di altre parti del mondo.
Dopo la guerra, si cominciò a realizzare i primi radiotelescopi; essi erano ricavati da apparecchiature radar, perché il radar era a quel tempo l’apparecchio più sensibile che si potesse ottenere, e inoltre i radar residuati del tempo di guerra potevano essere acquistati a un prezzo irrisorio. Non appena si manifestò l’esigenza di apparecchiature migliori e più potenti, nacque una branca completamente nuova dell’elettronica: la radioastronomia!
I confini dello spazio – Prima che il radiotelescopio facesse la sua comparsa, gli astronomi potevano soltanto osservare le stelle entro il raggio ottico dei telescopi; il resto dello spazio veniva nascosto dalle nubi di polvere interstellare.
Tuttavia i radiotelescopi erano in grado di udire segnali che provenivano dal di là di queste cortine di polvere cosmica: perciò la radioastronomia ha svelato interi sistemi di stelle che prima erano sconosciuti. Inoltre i radiotelescopi hanno permesso all’uomo di sondare lo spazio fino ad una distanza di 7 bilioni di anni-luce, distanza più di tre volte maggiore di quella che i più potenti telescopi ottici possono raggiungere. I più grandi radiotelescopi attualmente in costruzione estenderanno la loro portata di osservazione fino a 40 bilioni di anni-luce, cioè fino ai confini estremi dello spazio!
Questi nuovi strumenti dovrebbero consentire agli scienziati di concludere una discussione teorica che dura da tanto tempo sulle origini dell’universo. L’universo forse non ebbe alcun principio, come dicono i sostenitori della cosiddetta teoria della “stabilità”, ed è sempre esistito quale noi ora lo vediamo? Oppure è esatta la teoria dell’espansione dell’universo? I sostenitori di una teoria recedente pensano che tutta la materia fosse, inizialmente, un solo enorme e densissimo corpo; però, millenni addietro, qualcosa lo fece esplodere. Gli attuali pianeti e le galassie che si muovono attraverso gli spazi, essi dicono, sono il risultato di quella esplosione. Quale di queste teorie è quella giusta? Il radiotelescopio può veramente rendere enormi servigi: se, per esempio, le galassie più distanti sono, come sembrano, meno addensate fra loro di quelle più vicine al centro, allora l’universo si sta probabilmente espandendo. Il ragionamento ci conduce a queste conclusioni: siccome la luce impiega bilioni di anni per provenire dai confini dell’universo fino a noi, le galassie che stanno verso i confini esterni non saranno viste da noi come sono attualmente ma come erano diversi bilioni di anni fa; d’altra parte se i radiotelescopi dimostrassero che le galassie sono distribuite abbastanza regolarmente attraverso tutto lo spazio, si avrebbe una conferma dell’esattezza della teoria della stabilità.
Vista sugli altri pianeti – I radiotelescopi inoltre sono usati nelle ricerche inerenti alla vita suglia altri pianeti in un piano di studi conosciuto con il nome di “Progetto Ozma”. Esso cominciò quando due giovani scienziati (Frank Drake e William Wallon, dell’osservatorio di radioastronomia di Green Bank) puntarono un’antenna parabolica di 26 metri verso due stelle vicine, la Tau Ceti e la Epsilon Eridani, e ascoltarono un insieme di segnali artificiali mescolati con il rumore naturale.
Drake, uno dei più illustri radioastronomi del mondo, pensa che si abbiano ormai buone possibilità per concludere un eventuale contatto radio con le vite esistenti nello spazio. Noi sappiamo che almeno alcune (ma probabilmente molte) stelle hanno pianeti abitabili simili al nostro: vi sono enormi probabilità che su alcuni di essi si sia sviluppata una vita nello stesso modo in cui essa cominciò sulla terra; su tali pianeti probabilmente vi sono esseri progrediti come noi, in grado di emettere radiosegnali.
Potremo ricevere presto queste trasmissioni? Si tratta ormai quasi di una questione di dimensione dei radiotelescopi che usiamo. Il Dr. Drake calcola che l’antenna da 26 metri che egli sta attualmente usando dovrebbe essere in grado di captare segnali artificiali provenienti da punti distanti da 10 a 20 anni-luce. Un’antenna da 180 metri, come quella che è ora in costruzione alla distanza di poche decine di chilometri dal luogo in cui Drake sta facendo i suoi attuali esperimenti, dovrebbe essere in grado di captare segnali provenienti dalla distanza di 100 anni-luce; entro questa distanza si trovano circa 10.000 stelle con relativi pianeti, e gli astronomi pensano che su alcuni di essi si trovino civiltà tecnicamente progredite come o più della nostra.
Probabilmente però, anche se sentiremo i segnali provenienti da altri pianeti, non lo sapremo che molti mesi più tardi: un segnale in arrivo sarebbe così debole che si perderebbe nel rumore di fondo (ricordiamo che occorse circa un anno di calcoli per confermare il nostro contatto radar con Venere avvenuto nel 1958). Probabilmente però le calcolatrici elettroniche ad alta velocità, che analizzano tutti i segnali ricevuti, isoleranno ogni trasmissione che non possa essere considerata distinta dal naturale rumore di fondo. Potremo noi infrangere la barriera della diversità di linguaggio esistente fra noi e altre civiltà? Gli scienziati che stanno lavorando a questo problema, pensano di sì. Essi ritengono che gli esseri che cerchino di stabilire contatti radio nello spazio potrebbero trasmettere impulsi codificati in qualche logico sistema che rappresenti costanti fisiche naturali, come ad esempio la velocità della luce; le nostre calcolatrici potrebbero fare un rapido lavoro nel decifrare un codice basato su tali logici concetti.
Però il decifrare i segnali è soltanto uno dei problemi che sorgeranno in questa che è la più strana avventura dell’uomo nel campo delle comunicazioni. Anche se i segnali vengono dai pianeti più vicini, le distanze interessate sono talmente grandi che occorreranno almeno 20 anni per poter rispondere ad una sola domanda. Se, come è più probabile, la vita verrà trovata ad una distanza di 50 anni-luce, occorreranno almeno 100 anni per ottenere la prima risposta.
Installazioni elaborate – Le apparecchiature usate attualmente nella radioastronomia sembrerebbero un sogno a Karl Jansky: i ricevitori odierni possono rivelare segnali che sono milioni di volte più deboli di quelli che captò il suo apparecchio costruito in casa; i maser ed altri apparecchi supersensibili sono attualmente capaci di ascoltare segnali che sono un milionesimo della milionesima parte di un milionesimo di watt!
Ingegnose apparecchiature isolano, identificano e misurano minuti segnali completamente sommersi nella sarabanda di rumori composti da fischi, scariche, soffi e gemiti che riempono l’etere. Mentre il radioastronomo di ieri ascoltava in una cuffia, o osservava il movimento di una penna che tracciava una esile linea su un foglio, lo scienziato di oggi sta seduto nel suo ufficio a preparare nuovi esercizi che il suo gigantesco telescopio compierà. Lo stesso telescopio, frattanto, si introduce nel settore di cielo che gli è stato assegnato, traduce in forma di numeri ciò che vede e invia i risultati in un cervello elettronico per una analisi ed una valutazione dei dati. Come per il contatto radar con Venere ricordato prima, i segnali ricevuti oggigiorno sono troppo complessi per essere riconosciuti ed analizzati da un operatore umano; di conseguenza, in questo campo le calcolatrici elettroniche sono state chiamate al lavoro.
Certamente la struttura che più di ogni altro colpisce, in un radiotelescopio, è la sua antenna. Essa può avere forme svariatissime. Il telescopio dell’Università dell’Ohio, per esempio, sembra un gigantesco rastrello con ciascun dente di quasi quattro metri avvolto in una spira di acciaio. Vicino a Sidney in Australia, vi è un radiotelescopio che ha la forma di una croce gigantesca avente ciascun braccio lungo più di 500 metri. Un apparecchio russo presso l’Università di Leningrado sembra una lunga barriera di tavole, ciascuna regolabile separatamente.
Il più grande telescopio orientabile oggi esistente si trova a Jodrell Bank vicino a Manchester, in Inghilterra. Esso è costituito da un piatto gigantesco del diametro di circa 76 metri, alto quanto una casa di 30 piani; esso è mosso da torri per cannoni di navi da guerra ed è montato su ruote di locomotiva poste su un binario circolare.
Telescopi futuri – Il più impressionante telescopio del mondo e anche il più grande strumento scientifico che sia mai stato costruito sarà il telescopio a piatto di circa 180 metri della Marina Americana, che è già in costruzione a Green Bank. Questo mastodontico orecchio di ascolto spaziale torreggerà da un’altezza di 66 piani; il suo piatto gigantesco sarà grande come lo Yankee Stadium di New York e l’intera superficie di maglia di alluminio riflettente sarà lavorata con la massima precisione. Siccome le contrazioni ed espansioni termiche e le distorsioni causate dalla pressione del vento e dal peso proprio solleciterebbero normalmente il riflettore deformandolo notevolmente, i tecnici hanno studiato un sistema per mantenere una superficie assolutamente inalterata in ogni circostanza: hanno ottenuto ciò dividendola in un gran numero di piccole sezioni e installando su ciascuna di esse dei servomotori individuali; nel piatto parabolico finito ciascuna sezione verrà assestata automaticamente ad ogni più piccola variazione di forma.
Radiotelescopi ancora più grandi sono in via di realizzazione. Non molto tempo dopo che l’antenna da 180 metri sarà entrata in azione, nel 1962, l’antenna gigantesca da 300 metri dell’Università Cornell in Puerto Rico, sarà prossima ad entrare in funzione. Questo mastodonte non potrà essere sostenuto con mezzi propri: la sua superficie concava verrà sistemata in una conca montana; la sua grandissima portata di funzionamento spingerà ancora più lontano le frontiere dello spazio. Tuttavia questo enorme riflettore soffrirà limitazioni che i normali radiotelescopi non presentano. I rumori radio creati dalla caduta di sostanze radioattive sulla superficie della terra sono stati per lungo tempo fonte di guai; inevitabile inoltre è anche la interferenza generata dallo strato di gas ionizzato che ricopre il nostro pianeta ad una distanza di parecchie centinaia di chilometri dalla superficie.
Tuttavia i radioastronomi pensano di avere già una soluzione a questo problema; essa è: un telescopio posto nello spazio! Tale telescopio non soltanto sarebbe immune dai disturbi della terra, ma sarebbe inoltre esente dalla gravità, dal vento, e dai mutamenti di temperatura. Quando potrà essere costruito un tale strumento? Sicuramente entro un tempo non lungo; esso consentirà forse di dare risposta alle domande che l’uomo si pone nei confronti dei problemi dello spazio.
Era il 1961 !!!
![Parkes.jpg](https://static.wixstatic.com/media/4d06ec_88b17339776745d4a4f069f95c9f32c2~mv2.jpg/v1/fill/w_327,h_218,al_c,q_80,usm_0.66_1.00_0.01,enc_auto/4d06ec_88b17339776745d4a4f069f95c9f32c2~mv2.jpg)
I RADIO TELESCOPI
I più grandi radiotelescopi nel mondo sono usati dai radioastronomi professionisti e spesso li potete anche visitare. I radiotelescopi macchine straordinarie, dotate di gigantesche parabole o varie antenne, progettate per lavorare da sole o in interferometri. Vengono utilizzati per studiare nelle frequenze delle onde radio gli oggetti dell’Universo ma spesso vengono usati anche per il monitoraggio delle sonde spaziali o per gli studi dell’atmosfera terrestre. Vediamo qui una breve lista di alcuni tra i più grandi radiotelescopi nel mondo con una breve descrizione per ogni strumento.
Very Large Array – VLA (USA)
Probabilmente uno dei radiotelescopi più famosi al mondo grazie a film come “Contact”, utilizza 27 antenne tipo Cassegrain da 25 metri di diametro ciascuna che si possono spostare lungo un sistema di rotaie a Y.
GBT (USA)
Il radiotelescopio Robert C. Byrd a Green Bank presenta una parabola con superficie asimmetrica e un illuminatore fuori asse. Nell’area di Green Bank sono presenti anche altri grandi radiotelescopi come quello da 43 metri di diametro dotato di montatura equatoriale.
Arecibo (Puerto Rico)
Fino al 2016 è stata la più grande parabola al mondo, grazie ai suoi 305 metri di diametro. L’antenna è stata appoggiata su una depressione naturale nel terreno e non è dotata di montatura: il radiotelescopio può inquadrare diverse regioni di cielo spostando l’illuminatore centrale.
A seguito di considerevoli danni alla struttura portante dovuti al terremoto di Porto Rico avvenuto a gennaio 2020, la National Science Foundation a novembre del medesimo anno ha deciso di disattivare l'impianto ricevente ritenendo troppo pericoloso effettuare interventi riparatori. Il 1º dicembre 2020, la piattaforma sospesa è collassata completamente
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array – ALMA (Chile)
Il radiotelescopio ALMA comprende molte antenne paraboliche da 7 e da 12 metri di diametro che sono state installate nel deserto di Atacama nel Cile a circa 5000 metri di altitudine. In questo modo potrà studiare le elevate frequenze radio solitamente bloccate dall’atmosfera.
Fast (Cina)
Il Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope (FAST)) è il radiotelescopio situato nel sud ovest della Cina. Consiste in un’antenna da 500 metri di diametro costruita in una depressone naturale nel paesaggio ed è il più grande radiotelescopio a piena apertura al mondo.
Medicina (Italy)
Effelsberg (Germany)
Grazie alla gigantesca parabola da 100 metri di diametro, è uno dei più grandi radiotelescopi nel mondo. Questo radiotelescopio pesa 3200 tonnellate e impiega 12 minuti per effettuare una rotazione completa a 360 gradi.
Vicino a Bologna sono presenti due radiotelescopi: la “Croce del Nord” costituita da un array di antenne a due rami perpendicolari e un’antenna parabolica da 32 metri di diametro che viene impiegata anche nelle osservazioni interferometriche.
Sardinia Radio Telescope (Italy)
Questo radiotelescopio, costruito a 35 chilometri da Cagliari, utilizza una parabola da 64 metri di diametro progettata con elevata precisione (tra le migliori dei diversi radiotelescopi nel mondo) per consentire di lavorare anche ad elevate frequenze (fino a 100 GHz).
Lovell Radio telescope (England)
Grazie ai suoi 76 metri di diametro, questo strumento è uno tra i più grandi radiotelescopi nel mondo con parabola movibile. Si trova a Jodrell Bank in Inghilterra e fa parte del sistema interferometrico inglese MERLIN.
Parkes (Australia)
L’osservatorio Parkes si trova nella parte sud-orientale dell’Australia e utilizza una grande parabola da 64 metri di diametro. Oltre che per la radioastronomia, è stato utilizzato anche per raccogliere le trasmissioni dell’Apollo 11 in arrivo dalla Luna.
Square Kilometer Array – SKA
Attualmente in fase di studio, prevede un network di migliaia di antenne installate sia in Australia che in Sud Africa. Combinando i segnali sarà possibile ottenere un’area di raccolta equivalente a quella di una parabola di 1 chilometro quadrato.