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P La N K C
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Poste Italiane SPA - Spedizione in abbonamento € 16,00 - copia singola € 7,00 Autorizzazione del Tribunale di Padova numero 4093 del 21 novembre 2013 ISSN 2284-0761 - ISBN 9788867873326 - Quadrimestrale - Numero 04 - Gennaio 2015
www.planck-magazine.it
Da piccolo farò lo scienziato!
! O P M IL TE te n e m e ia r o t s Tra scienza,
LA BUFALA Calendario Maya
MISTERO SVELATO! pag. 8
CURIOSITÀ
VIAGGIARE NEL TEMPO Si può? pag. 30
Le avventure di Marie e Max
Gli inventori del tempo!
Pag. 15
ALLA RICERCA O I R A D N E L A C L DE PERFETTO Per rimediare allo sfasamento del calendario, i Babilonesi decisero che, dopo 12 anni da 12 mesi lunari, i successivi 13 anni avrebbero avuto 13 mesi. Così, in 19 anni si compensava l’errore. Questo aggiustamento del calendario può sembrare strano, ma anche noi oggi lo facciamo, aggiungendo il 29 febbraio negli anni bisestili. Ma come siamo arrivati al nostro calendario?
I popoli antichi La maggior parte dei calendari antichi si basava sui cicli lunari, come quello dei Babilonesi. Per far quadrare i conti ci si accontentava di inserire periodi di aggiustamento più o meno lunghi.
Il trucchetto finale
In realtà, l’anno calcolato da Sosigene era un po’ troppo lungo, e col tempo il calendario si sarebbe sfasato di nuovo. Per risolvere il problema, nel ‘500 il matematico Luigi Lilio suggerì una semplice modifica: da allora in poi, gli anni di inizio secolo sarebbero stati bisestili solo se si potevano dividere per 400. Ad La svolta di Cesare esempio il 2000 è bisestile, ma il 1900 no. In questo modo, si sbaglia solo di un giorno Ai tempi di Giulio Cesare, il calendario era ogni 3323 anni! Il calendario così modificato completamente sfasato con le stagioni. si chiama “gregoriano” perchè fu introdotto ai Cesare allora chiese all’astronomo Sosigene tempi di papa Gregorio Magno. di Alessandria di misurare precisamente la durata dell’anno solare. Sosigene calcolò una durata di 365 giorni e 6 ore. Cesare stabilì che l’anno civile doveva durare 365 giorni. Per recuperare le 6 ore bastava aggiungere un giorno “extra” ogni quattro anni: aveva inventato l’anno bisestile!
abbiamo esto articolo u q re e v ri c s Per ro: azioni dal lib preso inform Calonico o”, di Davide ic m to a è o p pli “Il tem ldani, Ed. Hoe e Riccardo O
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LA BUFALA
, A Y A M O I R A D N E L CA ! O T L O S I R O R E T S MI Qualche anno fa, cominciarono a girare delle voci secondo cui il 21 dicembre 2012 ci sarebbe stata la fine del mondo. Qualcuno, più ottimista, diceva che sarebbe iniziato un tempo di pace e prosperità. La fatidica data - dicevano - era stata calcolata dai Maya. Com’è andata lo sappiamo: il 21 dicembre il mondo non è finito, e purtroppo guerre e povertà ci sono ancora. Era una bufala! Come molte bufale, anche questa era nata mescolando informazioni storiche o scientifiche con affermazioni di pura fantasia. Storie come questa, raccontate ad arte e con l’aggiunta di un pizzico di mistero, fanno presa sulla gente. Eppure basterebbe poco per smontarle, come nel caso del calendario Maya.
rano Chi e ya? i Ma
I Maya sono stati una civiltà dell’America Centrale che si è sviluppata tra il 1500 a.C. e il 900 d.C. I loro calendari, basati sui cicli di Venere e del Sole, erano molto elaborati. I discendenti dei Maya vivono ancora oggi in Messico, Honduras, Guatemala, El Salvador e Belize.
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A C I T A N CHE LU ! A U Q S LA PA a della t a d a l e ir r p o c s r Un gioco pe 0 2 0 2 l a 5 1 0 2 l Pasqua da
Quand’è Natale? La risposta è semplicissima: il 25 dicembre! E quand’è Pasqua? … la risposta a questa domanda non è più così semplice perché la data della Pasqua cambia ogni anno! Ma come si fa a sapere quando cadrà la Pasqua? La data della Pasqua non è fissa come quello del Natale: cambia ogni anno e può andare dal 22 marzo al 25 aprile. E quindi come si fa a sapere quando sarà Pasqua nei prossimi anni?
LA REGOLA PRINCIPALE La regola per sapere quale sarà la domenica di Pasqua è questa: sarà Pasqua la prima domenica dopo la prima luna piena di primavera, cioè dopo l’equinozio di primavera del 21 marzo.
Quindi la data della Pasqua dipende dalla… Luna!
LUNA MA ANCHE MATEMATICA!
Uno dei metodi per calcolare la data della Pasqua è la regola dell’epatta: l’epatta è l’età della Luna il primo gennaio di ogni anno rispetto all’ultimo novilunio, cioè il numero di giorni che vanno dall’ultimo novilunio al primo gennaio di ogni anno. Sembra difficile ma… segui le regole qui a fianco, guarda l’esempio e poi scopri da solo quando sarà Pasqua fino al 2020!
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lla data della Pasqua de la i ol lc ca o oc gi to Con ques Altre festa civile in Italia. a, lic tto ca na tia is cr religione verso. squa in un giorno di Pa la o an gi eg st fe religioni
OGGI LA RICERCA
IL TEMPO nella MENTE “Ai vostri posti… Pronti… BANG!”. Siamo ad una gara di corsa, al momento del via. Quando l’arbitro pronuncia le parole magiche “ai vostri posti” e “pronti”, il nostro cervello è al lavoro. Perché? Per partire nell’esatto momento in cui esplode lo sparo: “BANG!”. Se gli atleti aspettassero di sentire lo sparo prima di partire, scatterebbero con un leggero ritardo. Il nostro cervello, invece, è in grado di attivare la “funzione predittiva”, cioè la capacità di indovinare quando arriverà lo sparo e quindi preparare il corpo dell’atleta allo scatto. Come ci riesce? Percependo il tempo che passa tra le parole “Ai vostri posti… pronti” e il “BANG!”. Questa funzione del cervello è molto studiata tra gli adulti, ma pochissimo sui bambini: sono anche loro capaci di attivare la “funzione predittiva? All’Università di Padova, nel Dipartimento di Psicologia Generale, c’è un ricercatore che si è posto proprio questa domanda: si chiama Giovanni Mento. Lo siamo an-
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dati a trovare e ci ha mostrato il suo laboratorio: ci sono computer, giochi per bambini e una strana “cuffia” da mettere in testa. «Questa cuffia la fabbricano negli Stati Uniti - ci spiega Giovanni -. È formata da un centinaio di piccoli elettrodi collegati con dei fili ad un computer. Il loro compito è di captare e trasmettere al computer i segnali elettrici del nostro cervello». Il segnale trasmesso al computer viene elaborato in tempo reale e trasformato in un elettroencefalogramma (a pag, 14 puoi scoprire cos’è!).
Nicolò, il bimbo di Giovanni, è stato il primo a sperimentare la cuffietta!
GLI INVENTORI DEL TEMPO POMERIGGIO ALLO STADIO. NONNA ROSA, MAX E PLANCK FANNO IL TIFO ALL’ATLETICA MARIE: LA TENSIONE È ALLE STELLE!
VAI, CORRI MARIE!!!
VAIIII, CORRIIIII!!! FORZA!!! MARIE, SUPERALA!!!
DAI VEDIAMO IL RISULTATO!
ECCO MARIE! CHE DELUSIONE, C’ERA QUASI!
OH NOOOO! PER POCHISSIMO MARIE È ARRIVATA SECONDA!
DAI MARIE! SEI STATA VELOCISSIMA E BRAVISSIMA!
SGRUNT! NON È GIUSTO! SIAMO ARRIVATE CONTEMPORANEAMENTE!
SÌ SÌ! TRA TE E LA VINCITRICE CI SONO SOLO 2 DECIMI DI SECONDO! GUARDA SU QUESTO CRONOMETRO, È PRECISISSIMO E PUOI USARLO PER MIGLIORARE LA TUA VELOCITÀ SE VUOI!
SU GLI OCCHIALI E… VIAAAA!
BELLA DOMANDA, NIPOTINO! PROPONGO UNA GITA PER SCOPRIRLO TUTTI INSIEME!
NONNA… ADESSO ABBIAMO CRONOMETRI MOLTO PRECISI… MA UNA VOLTA COME FACEVANO A MISURARE IL TEMPO?
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. . . a lt o v a n u a r C’e il tempo! polso da i g lo ro o li g a a n a di ri e m lla a D
MERIDIANA La meridiana era un orologio solare, per questo aveva lo svantaggio di funzionare solo di giorno. Impariamo come funziona e a costruirne una a pagina 24!
CLESSIDRA La parola “clessidra” significa “ruba acqua”. Le clessidre che conosciamo noi, però, sono quasi sempre fatte con la sabbia... Il loro vero nome, infatti, è “clepsamia”, cioè “ruba-sabbia”.
OROLOGIO AD ACQUA
L’orologio costruito dall’inventore greco Ctesibio
0 300 . a.C
OROLOGIO A PENDOLO Christiaan Huygens costruì e brevettò il primo orologio a pendolo nel 1656, dopo la morte di Galileo Galilei che ne ebbe la prima intuizione. Un orologio a pendolo secondo l’idea di Galileo Galilei
1656 20
00 , 5 1 o 0 140 in Egitt . a.C. 00 a.C a 3 reci in G
OROLOGI MECCANICI
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ev edio
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OROLOGI A MOLLA di John Harrison Il famoso orologiaio inglese costruì cinque modelli di orologi a molla chiamati H1, H2, H3, H4, H5
OROLOGI DA POLSO
1910
Il modello H5 di John
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-17 0 3 7 1
I C I M O T TEMPI... A iso del mondo c re p iù p io g lo ro l’o : atomico di Ricerca Scopriamo l’orologio dell’Istituto Nazionale Levi il ricercatore Filippo to ta vis a di cesio. er int o nn ha ! gio atomico a fontan lo ro l’o ito Gli inviati di PLaNCK ru st co o at (INRiM), dove è st Metrologica di Torino
UN NUOVO TEMPO ic o Co n l’o ro lo gi o at om i noi il secondo che tutt dalle conosciamo dipende at om ic he tr an si zi on i . dentro l’atomo di Cesio ecisa Questo ha reso più pr del ra e più stabile la misu tempo.
Ecco l’orologio dell’INRiM!
UN PO’ DI STORIA
TRANSIZIONI ATOMICHE??? Tutti gli oggetti e gli esseri viventi sono fatti di atomi. Dentro l’atomo c’è un nucleo intorno al quale ci sono gli elettroni. Gli elettroni sono su vari livelli e a volte possono cambiare il livello su cui sono. Ogni volta che un elettrone cambia livello si ha una transizione atomica. Le transizioni atomiche sono velocissime e hanno permesso agli scienziati di misurare il seco ndo in un modo più preciso rispetto a prima. Nell ’orologio atomico di Torino si guardano le tran sizioni atomiche dell’atomo di cesio.
Prima
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1879 Lord Kelvin ebbe l’idea di usare le transizioni atomiche per misurare il tempo 1949 è stato costruito il primo orologio atomico al National Bureau of Standards negli Stati Uniti. 1955 Louis Essen costruì il primo modello accurato di orologio atomico al National Physical Laboratory di Londra, in Inghilterra. 1967 Nasce un nuovo secondo: il secondo.. . atomico! Oggi... Lo sapevi che sfruttiamo il tempo degli orologi atomici tutti i giorni? WIFI e GPS , infatti, si basano sul tempo atomico: solo così si riesce a sincronizzare il tempo in tutto il mondo!
L’orologio atomico a fontana di cesio di Torino ha un ritardo di 1 secondo ogni 300 milioni di anni!
Dopo
CHE ORA È?
! E L O S L A O L I CHIED Gli orologi solari sono tra i primi metodi usati per misurare le ore del giorno. I primi modelli risalgono all’Antico Egitto e nel corso della storia sono stati costruiti modelli sempre più sofisticati. Questi orologi hanno uno gnomone, di solito un’asticella o un filo, che proietta la sua ombra su una superficie. Col passare delle ore, l’ombra proiettata cambia la sua lunghezza e anche la sua orientazione a causa del moto della Terra intorno al suo asse. Meridiana ve
rticale Il tipo di orologio solare più diffuso è Meridiana orizzontale in Germania in Spagna quello con cui si osserva lo spostamento dell’ombra dello gnomone nel corso della giornata ed è conosciuto come Le meridiane si trovan meridiana. Questo tipo di orologio o sulle facciate di edifici storici in m dipende dalla longitudine del luogo dove oltissime città. Pensa che a Pennab ci si trova, quindi è molto complicato da illi, un piccolo comune in provincia di realizzare in modo preciso (Per sapere Rimini (Emilia Romagna), c’è la cos’è la longitudine vai a pag. 11). Strada delle Meridiane, una via do ve si possono osservare 6 meridiane tutte diverse!
AL MUSEO...
Ecco alcuni orologi solari del XVII secolo che puoi trovare al Museo di Storia della Fisica dell’Università di Padova.
L’OROLOGIO DEL PASTORE
L’orologio solare a cilindro è uno degli orologi portatili più antichi: veniva usato ancora prima del 1100! È fatto di legno e carta; sulla parte esterna del cilindro sono segnati un calendario e le ore e sulla parte superiore c’è uno gnomone.
OROLOGIO SOLARE DITTICO
Quest’orologio è chiamato dittico perché è formato da due tavolette in avorio unite in modo che l’orologio sembri un piccolo libro. Lo gnomone in questo caso è un filo e c’è anche una bussola per orientare l’orologio nel modo esatto.
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OROLOGIO EQUINOZIALE (O EQUATORIALE)
È un orologio in ottone detto anche anello astronomico in cui la scala delle ore è graduata per essere parallela all’equatore durante la lettura dell’ora.
CURIOSITÀ
E R A I G G A I SI PUÒ V ? O P M E T L E N Come sarebbe bello poter esplorare il passato e il futuro, quanti incontri incredibili si potrebbero fare! I viaggi nel tempo sono un tema affascinante, e sono molti i film e i racconti che ne parlano. Ma quali di questi viaggi si potrebbero realizzare davvero, secondo la fisica?
Nel passato: NO!
Nel futuro: SÌ!
Purtroppo, viaggiare nel passato non si può! Per farlo bisognerebbe superare la velocità della luce, e questo è impossibile secondo le leggi della fisica.
Immagina di partire per un viaggio spaziale, su un’astronave che viaggia al 98% della velocità della luce, e di stare via un anno. Mentre sei in viaggio, sulla Terra il tempo scorre più veloce rispetto a quello che misuri tu: al tuo ritorno saranno passati ben 5 anni! In un certo senso, quindi, hai viaggiato 4 anni nel futuro.
In realtà, il dibattito è ancora aperto. Alcuni studiosi intravvedono qualche possibilità, sfruttando alcuni aspetti della relatività generale (un’altra importantissima teoria di Einstein). Però, non tutti gli scienziati sono d’accordo e finora non ci sono prove di questa possibilità.
C’è un altro modo per viaggiare nel futuro: andare sul bordo di un buco nero. Anche qui, infatti, il tempo scorre più lentamente, e stavolta senza la necessità di raggiungere la velocità della luce.
Buco
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Nero È un ogg etto che attir tutto al suo inte a anche la rno, lu perfino a ce, e riesce modifica re lo spazio e il tempo.
I R O T A G I INVEST O P M E T L DE
Ti sei mai chiesto come hanno fatto gli scienziati a scoprire quando sono vissuti i dinosauri o altri strani animali e piante che sono vissuti migliaia e migliaia di anni fa? Ecco qui tutti gli ingredienti che ti servono per diventare un “investigatore del tempo”!
CHI SONO GLI INVESTIGATORI? La scienza che studia gli esseri viventi del passato è la paleontologia e gli scienziati si chiamano paleontologi. La parola “paleontologia” deriva da una lingua antica, il greco, e vuol dire proprio “studio dell’essere antico”.
LE IMPRONTE DEL PASSATO I paleontologi cominciano i loro studi guardando i FOSSILI. I fossili sono impronte, parti di animali e piante, o anche animali e piante interi, rimasti impressi nella roccia o addirittura diventati roccia: foglie, conchiglie, piccoli insetti… ma anche squali, dinosauri e mammut!
QUANTI ANNI HA UN FOSSILE? Per sapere l’età degli animali e delle piante fossilizzate gli scienziati fanno la datazione dei fossili, cioè cercano di capire la data in cui un organismo è morto e si è fossilizzato. Esistono due metodi per datare i fossili: la datazione relativa e la datazione assoluta.
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! I G O L O R O I D UN MONDO ondo! m il r e p o ir g in re e rd pe I 10 orologi da non
BIG BEN: LA FIRMA DI LONDRA DOVE: Londra (Inghilterra – Gran Bretagna)
COSTRUZIONE: 1834-1858 Il Big Ben è la campana della Elizabeth Tower (Torre della regina Elisabetta). L’orologio ha 4 quadranti di diametro 8 metri, la lancetta delle ore è lunga 2,7 metri e quella dei minuti 4,3 metri. Quest’orologio resta indietro di un secondo ogni volta che comincia un anno nuovo.
SHEPHERD GATE CLOCK
DOVE: Greenwich (Inghilterra – Gran Bretagna) COSTRUZIONE: 1852 Si trova fuori dall’Osservatorio Reale di Greenwich ed è uno dei primi esempi di orologio elettrico. È stato anche uno dei primi orologi a segnalare al pubblico il tempo medio di Greenwich, secondo il sistema orario a 24 ore.
ABRAJ AL-BAIT TOWERS (MECCA ROYAL CLOCK TOWER)
DOVE: La Mecca (Arabia Saudita) COSTRUZIONE: 2004-2012 È la torre con orologio più alta del mondo (610 metri!) con l’orologio da facciata più grande del mondo! L’orologio ha 4 quadranti su cui è inciso il nome di Allah e il diametro di ciascun quadrante è di 43 metri!
URANIA WELTZEITUHR: IL TEMPO DI TUTTO IL MONDO!
DOVE: Berlino (Germania) COSTRUZIONE: 1969 È un orologio alto 10 metri, conosciuto come l’Orologio del Tempo del Mondo, perché ruota in continuazione mostrando le ore di diverse città della Terra a seconda dei 24 fusi orari terrestri indicati dai numeri nella parte centrale. Nella parte alta c’è anche una rappresentazione del Sistema Solare.
UN OROLOGIO... FLOREALE!
DOVE: Edimburgo (Scozia – Gran Bretagna) COSTRUZIONE: 1903 È stato il primo orologio floreale al mondo, poi diffuso in diverse città e Paesi. L’orologio floreale più grande al mondo si trova invece a Teheran in Iran. In questi orologi i fiori e le piante cambiano a seconda delle stagioni!
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MAGGIO 2015
NUTRIRE IL PIANETA, ENERGIA PER LA VITA La scienza nell’ alimentazione e... tanto altro!
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