Scritto da Marci Galliani - INAF
Creato Mercoledì, 14 Settembre 2011 16:20
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Il Caso e il Caos nei Gamma Ray Burst. Nell'apparente casualità dei segnali dei Lampi di Raggi Gamma (GRB) si celerebbero processi fisici descrivibili e in parte prevedibili grazie alla Teoria del Caos. Questo il risultato di uno studio guidato da Giuseppe Greco, dell'Osservatorio Astronomico INAF di Bologna.
Le due parole sono l’una l’anagramma dell’altra, ma il caso non è sinonimo di caos. Nel caos c’è ancora un ordine che può essere decifrato. È quanto evidenziato dal gruppo di ricercatori guidato da Giuseppe Greco dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna, che ha trovato nell’assoluta casualità delle più violente esplosioni cosmiche dopo il Big Bang, i Gamma Ray Burst, un particolare tipo di dinamica descrivibile da una recente disciplina fisico-matematica che va sotto il nome di Teoria del Caos. I risultati di questo lavoro sono pubblicati nell’ultimo numero della nuova rivista on-line del gruppo editoriale di Nature “Scientific Report”.“Le emissioni provenienti da questi oggetti celesti sono tutte molto diverse fra di loro e mai si sono trovati due lampi gamma che si assomigliassero del tutto” dice Greco. “Riuscire a interpretare l’andamento nel tempo del flusso di raggi gamma dei GRB che osserviamo è ad oggi praticamente impossibile, questo perché la loro evoluzione temporale è assolutamente imprevedibile”.“La domanda che ci siamo posti, continua Greco, è stata quella di comprendere se l’intera esplosione fosse interamente generata dal ‘caso’ oppure un processo fisico ordinato potesse essere in qualche modo osservato”.Tra la “passeggiata aleatoria” che genera gli erratici fiotti di luce gamma, i ricercatori hanno scoperto una dinamica deterministica ma con una evoluzione caotica. Sembrerebbe un concetto contraddittorio. Determinismo e Caos non sono l’uno il contrario dell’altro? “Assolutamente no” spiega Greco, “contrariamente al caso, il caos può ancora essere ingabbiato attraverso le nostre equazioni matematiche, consentendoci di descrivere fisicamente i fenomeni ed in parte di prevederli”.Gli oggetti che sono generati dal caos non hanno una dimensione finita, come rette e piani di dimensione 1 e 2 rispettivamente, ma una dimensione frattale, vale a dire frazionaria. Nelle esplosioni GRB i ricercatori hanno trovato un “attrattore strano” con dimensione compresa tra quella di una sfera e quella di un cerchio. Ancora più singolare nella fisica del caos è l’effetto farfalla (butterfly in inglese), che racchiude in sé la nozione maggiormente tecnica di dipendenza sensibile alle condizioni iniziali. In altre parole, piccole variazioni nelle condizioni iniziali del fenomeno, in questo caso l’esplosione della stella, producono grandi variazioni nel comportamento a lungo termine di un sistema, e quindi la grande differenza tra i diversi segnali che registriamo.“Che cosa possa generare il caos nei GRB non è ancora del tutto chiaro” prosegue Greco. “Molto probabilmente può essere il trascinamento dello spazio-tempo provocato da un buco nero in rapida rotazione che viene a formarsi in seguito al collasso della stella, un po’ come il mulinello creato da un tornado”.
