giovedì, Marzo 28, 2024

Astronomo realizza semplici animazioni che rivelano la fisica del sistema solare

James O’Donoghue è diventato virale per la prima volta nel dicembre 2018.

All’epoca era uno scienziato planetario per la NASA, ma il governo federale aveva temporaneamente chiuso a causa di controversie sul budget al Congresso. Gli era stato detto di non lavorare e nemmeno di controllare la posta elettronica. Quindi, con più tempo a disposizione, è passato a Photoshop.

O’Donoghue e i suoi colleghi della NASA avevano appena misurato il materiale che piove su Saturno dai suoi anelli e hanno scoperto che gli anelli cadranno lentamente nel corso di 100 milioni di anni. Si rese conto che la gente probabilmente si sarebbe chiesto come sarebbe stato.

Quindi, pochi giorni prima della pubblicazione del loro studio, O’Donoghue ha schiaffeggiato un cerchio nero in espansione su un’immagine di Saturno e ha sbiadito la maggior parte dei suoi anelli. Il New York Times ha presentato la sua animazione con la notizia dello studio.

gif che scompaiono gli anelli di saturno
L’impressione di O’Donoghue su come potrebbe apparire Saturno nei prossimi 100 milioni di anni. Gli anelli più interni scompaiono mentre piovono sul pianeta.NASA/Cassini/James O’Donoghue

Poi, mentre continuava a vagare per Internet in attesa che riprendessero i lavori del governo, O’Donoghue si è reso conto che non riusciva a trovare alcun video che confrontasse la rotazione di ciascun pianeta fianco a fianco. Quindi ne ha fatto uno.

Ha messo insieme le immagini di tutti i pianeti, le ha inclinate nella giusta misura e le ha fatte ruotare alla velocità della vita reale. Ha gettato i numeri accanto a loro per buona misura.

Il video è decollato.

“È stato visto da 1,6 milioni [di persone] in un paio di giorni. Essendo qualcuno con 450 follower, ho pensato che fosse un po’ ridicolo”, ha detto O’Donoghue a Insider.

Ma si rese conto che ci erano volute circa 16 ore per realizzare il video, il che significa che aveva raggiunto circa 100.000 persone per ogni ora di lavoro.

“Ho pensato, ‘Questo è in realtà piuttosto efficiente’ – un modo efficiente per raggiungere le persone”, ha detto. “Se vieni da una zona rurale come me, è piuttosto importante. Non ho avuto contatti con nessuno scienziato da dove vengo. Dovresti andare molto lontano per raggiungerne uno.”

O’Donoghue è cresciuto nella città inglese di Shrewsbury, poi tra le colline e le fattorie di Newton, nel Galles. Non aveva mai pensato all’astronomia come un’opzione di carriera fino a quando non era partito per l’università.

Dal video dei pianeti, O’Donoghue ha quasi sempre avuto un’altra idea per un’animazione che gli rimbalzava in testa. Ora ha creato più di 80 animazioni di questo tipo per il suo canale Youtube .

Lo sforzo gli è valso il premio per l’impegno pubblico dell’Europlanet Society il mese scorso.

“Tra i progetti di comunicazione scientifica di talento e motivati ​​nominati quest’anno, spiccano le brillanti animazioni di James O’Donoghue”, ha dichiarato in un comunicato stampa la dott.ssa Federica Duras, che ha presieduto la giuria del premio. “Nella loro semplicità sono una lezione di sensibilizzazione e comunicazione, e il fatto che non si basino sul linguaggio e sulla traduzione significa che sono perfettamente inclusivi, facilmente adattabili e utilizzabili in tutto il mondo.”

“Molto di questo è solo un gioco”, ha detto a Insider O’Donoghue, che ora lavora presso la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). “Vado semplicemente dove mi diverto.”

Ecco alcuni dei suoi migliori video.

Dopo i suoi primi successi, O’Donoghue si è concentrato sull’illustrazione della velocità della luce

Questa serie di video mostra una particella di luce (un fotone) che viaggia attraverso diverse distanze nello spazio. Vola intorno alla Terra più velocemente di quanto tu possa battere le palpebre e fa ping-pong tra la Terra e la luna ogni 1.255 secondi.

Ma la distanza tra i pianeti è così grande che un fotone impiega diversi minuti per attraversarlo. Ecco perché le agenzie spaziali come la NASA avranno sempre un ritardo nella comunicazione con i rover su Marte, anche se sviluppano la capacità di inviare messaggi alla velocità della luce.

Un altro video mostra come la luna si sia ritirata di oltre 4,5 miliardi di anni

Circa 4,5 miliardi di anni fa, un oggetto delle dimensioni di Marte (o forse una serie di molti oggetti più piccoli ) si schiantò sulla Terra, inviando nello spazio frammenti della crosta del nostro pianeta. Caddero nell’orbita terrestre e alla fine si unirono, formando la nostra luna. Quella luna appena nata – una palla di roccia fusa con un oceano di magma – era quasi 16 volte più vicina alla Terra di quanto non sia oggi.

Mentre si raffreddava, la luna indietreggiò , ritirandosi di migliaia di miglia.

La sequenza di O’Donoghue inizia con la posizione attuale della luna e la segue indietro nel tempo fino alla sua nascita, tracciando la sua distanza dalla Terra, le dimensioni apparenti rispetto al nostro pianeta e la velocità del suo movimento.

Alcuni video sfatano i miti, come il lato oscuro della luna

Sebbene ci sia un lato della luna che non vediamo mai dalla Terra , non è sempre buio.

“Ricorda di non dire ‘lato oscuro della luna’ quando ti riferisci al ‘lato nascosto della luna’”, ha detto O’Donoghue su Twitter. “Questo grafico mostra che il lato oscuro è sempre in movimento.”

Il video mostra come la luce del sole cade sulla luna mentre orbita intorno alla Terra. In un’orbita di circa 29,5 giorni, a un certo punto tutti i lati della luna vengono bagnati dalla luce del sole.

Altri dimostrano fatti scioccanti della fisica, come il vero centro del sistema solare

Suggerimento: non è proprio il sole.

“Invece, tutto orbita attorno al centro di massa del sistema solare”, ha spiegato O’Donoghue su Twitter . “Anche il sole.”

Quel centro di massa, chiamato baricentro, è il punto di un oggetto in cui può essere perfettamente bilanciato, con tutta la sua massa distribuita uniformemente su tutti i lati. Nel nostro sistema solare, quel punto raramente si allinea con il centro del sole.

La sua animazione mostra come il sole, Saturno e Giove giocano al tiro alla fune attorno al baricentro, trascinando la nostra stella in mini-orbitali.

Anche la Terra e la Luna hanno il loro baricentro

Quel punto è a circa 3.000 miglia dal centro del nostro pianeta, appena sotto la sua superficie.

A proposito, la Terra ha due tipi di giorno

Il giorno siderale si verifica ogni volta che la Terra completa una rotazione di 360 gradi. Ci vogliono 23 ore e 56 minuti.

Ma poiché la Terra si muove costantemente lungo la sua orbita attorno al sole, un punto diverso del pianeta si trova di fronte al sole direttamente alla fine di quella rotazione di 360 gradi. Affinché il sole raggiunga la stessa identica posizione nel cielo, la Terra deve ruotare di 1 grado in più, il che impiega altri quattro minuti per compiere una rotazione di 24 ore.

Il giorno solare – quello che gli umani contano nel calendario – accade quando la Terra ruota di quel grado in più e il sole si trova nello stesso punto nel cielo di 24 ore fa.

Poiché nei nostri calendari andiamo per giorni solari, contiamo 365 giorni in un anno. Ma la Terra in realtà completa una rotazione completa (un giorno siderale) 366 volte all’anno.

Un video più recente mostra quanto velocemente (o lentamente) cadrebbe una palla su ogni pianeta

Per questo video, O’Donoghue ha collaborato con Rami Mandow, che ha fondato il sito web Space Australia.

La velocità di caduta della palla dipende dalla massa del pianeta – un pianeta più massiccio ha una forza gravitazionale più forte – e dalla sua densità. Più la palla è vicina al centro di massa di un pianeta, più forte è la forza gravitazionale.

“Mi piace molto come è uscito questo”, ha detto O’Donoghue.

Molte delle sue animazioni confrontano i pianeti

Questa animazione mostra anche quanto velocemente gira ogni pianeta e quanto sono inclinati sui loro assi.

Ha anche confrontato i pianeti mettendoli tutti su un globo

Questo video mostra la velocità con cui i pianeti ruotano l’uno rispetto all’altro. Giove, ad esempio, ruota 2,4 volte più velocemente della Terra.

Il suo adattamento di un’animazione della NASA mostra gli oceani che si stanno prosciugando

Questo remake di un video della NASA del 2008 mostra come sarebbe se l’acqua della Terra si fosse drenata , rivelando i tre quinti nascosti della superficie del pianeta.

“Questa animazione rivela che il fondo dell’oceano è tanto variabile e interessante nella sua geologia quanto i continenti”, ha detto O’Donoghue.

O’Donoghue è persino tornato al suo principale soggetto di ricerca: Saturno

Potrebbe non essere ovvio nelle foto, ma i pezzi di ghiaccio e roccia che compongono gli anelli di Saturno ruotano a una velocità di circa 70 volte la velocità del suono. Ma ogni anello si muove al suo ritmo specifico. L’animazione sopra mostra come si muove tutto.

“In un certo senso, il sistema ad anello è come un mini sistema solare”, ha detto O’Donoghue. “Gli oggetti vicini a Saturno orbitano più velocemente, altrimenti cadrebbero dentro, mentre gli oggetti lontani possono permettersi di andare più lenti. Questo è lo stesso per i pianeti”.

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