- Banale: Edwin Hubble, nei suoi primi anni di vita, era un pugile eccezionale
- Facile: le piogge di meteoriti non sono causate dalle code delle comete
- Intermedio: quando si verificherà l'ultima eclissi solare totale della Terra?
- Avanzato: come si è creata l'inflazione cosmica che ha dato origine al caldo Big Bang?
Tutti noi, ogni volta che cerchiamo di capire qualcosa più a fondo, ci imbattiamo in una situazione imbarazzante: pensiamo di capire come funziona qualcosa solo per scoprire che noi stessi siamo male informati.
A volte si tratta solo di questioni banali che non influiscono sulla nostra capacità di realizzare ciò che è importante nella nostra vita, ma altre volte è assolutamente essenziale dedicare tempo e sforzi per migliorare la nostra comprensione. Ciò comporta non solo l’apprendimento di ciò che è vero, ma anche l’apprendimento del motivo per cui ciò che pensavamo fosse vero era, in realtà, falso, e come riprenderci dallo scivolare di nuovo esattamente nello stesso modo.
Questo è qualcosa in cui ogni scienziato in erba si imbatte frequentemente nel proprio percorso educativo: scoprire le proprie idee sbagliate. I ricercatori che affrontano il duro lavoro di imparare come ci siamo sviati, qual è la verità effettiva e come procedere nel modo giusto spesso continuano ad avere successo nelle loro carriere; coloro che continuano a insistere, erroneamente, sul fatto che avevano sempre ragione raramente lo fanno.
È abbastanza impegnativo convincere un’aula piena di studenti (o umani in generale) a sostituire le loro idee errate con una conoscenza reale e corretta, ma quanto è bravo il chatbot AI più avanzato al mondo, ChatGPT, nello stesso compito? Il divulgatore scientifico, l’astrofisico Ethan Siegel, ha dato al chatbot quattro idee sbagliate – una banale, una facile, una intermedia e una avanzata – per cercare di scoprirlo.
Cominciamo:
Banale: Edwin Hubble, nei suoi primi anni di vita, era un pugile eccezionale
Contesto: Edwin Hubble è stato un astronomo del 20° secolo famoso per aver scoperto l’espansione dell’Universo, misurato le distanze delle galassie oltre la Via Lattea e aperto la strada alla relazione spostamento verso il rosso-distanza. Decenni dopo la sua morte, fu lanciato il telescopio spaziale Hubble che porta il suo nome; rimane una delle figure influenti dell’astronomia. Nella sua prima infanzia, tuttavia, Hubble era un atleta fenomenale, avendo giocato a basket, calcio, atletica leggera e boxe ad alto livello. Da giovane a Chicago – dove, per fortuna, ero anche uno studente universitario era un pugile “Guanti d’oro” e presumibilmente a un certo punto ha persino eliminato il campione tedesco. Ma è solo una leggenda metropolitana? Ho deciso di chiedere a ChatGPT di questo.
ES: Quanto era bravo come pugile Edwin Hubble?
ChatGPT: Edwin Hubble era un astronomo americano noto per i suoi contributi nel campo dell’astronomia, inclusa l’espansione dell’universo. Non era noto per essere un pugile. Hubble era un atleta di talento nella sua giovinezza, ma non è noto che abbia intrapreso la carriera di pugile o che abbia ottenuto risultati degni di nota come pugile. Invece, si è concentrato sui suoi studi ed è diventato uno degli astronomi più importanti del XX secolo.
ES: Quali sport praticava Edwin Hubble?
ChatGPT: Edwin Hubble era un atleta di talento in gioventù ed è noto per aver praticato diversi sport. Secondo le biografie di Hubble, era particolarmente abile nel calcio e nel pugilato. Ha giocato a calcio all’Università di Chicago e si dice che sia stato un eccellente pugile. Oltre al calcio e alla boxe, è noto anche per essersi divertito a giocare a tennis e per essere stato un appassionato giocatore di golf.
ES : Nella sua giovinezza, che tipo di successi nel pugilato ha avuto Edwin Hubble? Ho letto che era un pugile dai guanti d’oro con una potenza di pugno davvero impressionante e ad un certo punto ha persino battuto un campione europeo dei pesi massimi. Sei a conoscenza di quell’evento?
ChatGPT: Edwin Hubble ha avuto davvero una carriera di pugilato amatoriale di successo. È stato insignito del campionato Illinois State Golden Gloves nel 1919 e ha anche vinto il Central AAU Light Heavyweight Championship nel 1920. Era noto per i suoi potenti pugni e si dice che una volta abbia battuto un campione europeo dei pesi massimi in uno sparring match. Sfortunatamente, non vi è alcuna registrazione dell’evento o dei dettagli specifici.
Verdetto: dopo una sorpresa iniziale – non mi aspettavo che ChatGPT mi dicesse “non è noto che abbia intrapreso la carriera di pugile o che abbia ottenuto risultati notevoli come pugile” – ChatGPT sembra aver assimilato correttamente questa conoscenza ed è stato anche in grado di tirare fuori dettagli che io stesso non conoscevo (e la cui verità non posso corroborare; sembra sospetto che Hubble, che si laureò nel 1910 e che divenne capo dell’Osservatorio del Monte Wilson in California nel 1917, abbia combattuto a 30 anni a Chicago nel 1919 e nel 1920). Sono molto impressionato, ma anche molto sospettoso.
Facile: le piogge di meteoriti non sono causate dalle code delle comete
Contesto: la maggior parte di noi, quando studia per la prima volta gli sciami meteorici, apprende che sono causati dalle comete. Questo è per lo più vero, poiché la maggior parte sono creati dalle comete, sebbene alcuni siano creati da asteroidi o altri corpi contenenti volatili. Ma apprendiamo anche – erroneamente – che sono causati dalle code delle comete, che è un mito così diffuso che è stato persino ripetuto dalla NASA. Non sono le code; le code vengono spazzate via (e fuori dal Sistema Solare) dal Sole. Invece, sono piccoli frammenti del nucleo della cometa che vengono spaccati dalla gravitazione e dal riscaldamento e proiettati lungo l’orbita della cometa (o dell’asteroide). Quando la Terra attraversa quell’orbita, e in particolare il flusso di detriti che esiste lungo di essa, è lì che compaiono gli sciami meteorici.
ES: Qual è la causa delle piogge di meteoriti?
ChatGPT: Gli sciami meteorici sono causati da flussi di detriti provenienti da comete o asteroidi che entrano in collisione con l’atmosfera terrestre. Quando queste particelle entrano nell’atmosfera, si riscaldano e creano una brillante striscia di luce, nota come meteora. Quando molte di queste meteore si verificano contemporaneamente, creano una pioggia di meteoriti.
ES: Cosa crea flussi di detriti da comete e asteroidi?
ChatGPT: i flussi di detriti di comete e asteroidi vengono creati attraverso una varietà di processi. Nel caso delle comete, i flussi di detriti vengono creati mentre la cometa orbita attorno al sole e la sua superficie ghiacciata inizia a vaporizzare. Questa vaporizzazione rilascia polvere e altri detriti, che formano una lunga coda dietro la cometa mentre si muove nello spazio. Nel caso degli asteroidi, i flussi di detriti possono essere creati attraverso le collisioni con altri asteroidi o gli effetti della radiazione solare sulla superficie dell’asteroide. Queste collisioni e processi possono creare flussi di detriti che possono eventualmente intersecarsi con l’orbita terrestre e creare una pioggia di meteoriti.
ES: Qual è la differenza tra i flussi di detriti nella coda di una cometa ed i flussi di detriti di comete e asteroidi che creano piogge di meteoriti?
ChatGPT: I flussi di detriti di comete e asteroidi che creano sciami meteorici sono composti da piccole particelle di polvere e roccia che vengono rilasciate dalla cometa o dall’asteroide mentre orbita attorno al Sole. Queste particelle entrano nell’atmosfera terrestre e bruciano, creando uno spettacolo spettacolare di stelle cadenti. D’altra parte, i flussi di detriti dalla coda di una cometa sono composti da particelle più grandi di polvere e ghiaccio che vengono espulse dal nucleo della cometa mentre si avvicina al Sole. Queste particelle vengono allontanate dal Sole dal vento solare, formando una struttura simile a una coda che può essere vista mentre la cometa si allontana dal Sole.
Verdetto: non credo che ChatGPT capisca bene che il flusso di detriti che dà origine agli sciami meteorici è separato e indipendente dalle particelle di detriti che danno origine alle code delle comete (e talvolta degli asteroidi). È quando le forze di marea e il riscaldamento irregolare causano la frammentazione del nucleo del corpo genitore che le piccole particelle vengono distese attraverso l’intera orbita della cometa o dell’asteroide che viene creato il flusso di detriti critico per gli sciami meteorici. Nonostante le sue assicurazioni che, in effetti, capisce, le risposte di ChatGPT indicano che non lo fa.
Intermedio: quando si verificherà l’ultima eclissi solare totale della Terra?
Contesto: mentre il sistema Terra-Luna orbita attorno al Sole, noterai che la Terra e la Luna si comportano in modo diverso. Mentre la Terra ruota rapidamente sul proprio asse, mostrando la sua intera superficie alla Luna e al Sole all’incirca una volta al giorno, la Luna è agganciata alla Terra: la stessa faccia punta sempre verso di noi. Mentre il sistema Terra-Luna orbita attorno al Sole, gli effetti di attrito delle maree – interazioni gravitazionali tra tutti e tre i corpi – fanno sì che la rotazione della Terra rallenti (allungando il giorno), la Luna si allontani e la distanza orbitale della Terra dal Sole aumenti leggermente. Nel corso del tempo, la migrazione verso l’esterno della Luna farà apparire la Luna più piccola nel cielo, portando infine a una situazione, tra circa 600 milioni di anni, in cui la Terra non sperimenterà più eclissi solari totali.
ES: In quale momento futuro non ci saranno più eclissi solari totali sulla Terra?
ChatGPT: Non è possibile prevedere esattamente quando si verificheranno le eclissi solari totali in futuro, poiché sono influenzate dalle complesse interazioni gravitazionali tra il Sole, la Luna e la Terra. Tuttavia, è probabile che le eclissi solari totali continueranno a verificarsi sulla Terra per molti milioni di anni. La Luna si sta lentamente allontanando dalla Terra a una velocità di circa 3,8 cm all’anno, ma questo processo è molto lento e ci vorrà molto tempo prima che la Luna si allontani abbastanza dalla Terra da non essere più in grado di provocare eclissi solari totali.
In sintesi, le eclissi solari totali continueranno a verificarsi sulla Terra per molti milioni di anni, ma non è possibile prevedere esattamente quando si verificheranno.
ES: Ci saranno eclissi solari totali tra un miliardo di anni?
ChatGPT: Non è possibile prevedere con precisione cosa accadrà sulla Terra tra un miliardo di anni, poiché è un tempo molto lungo nel futuro e molti cambiamenti potrebbero verificarsi in un periodo di tempo così vasto. Tuttavia, è probabile che le eclissi solari totali continueranno a verificarsi sulla Terra per molti milioni di anni, poiché sono causate dall’orbita della Luna attorno alla Terra e la Luna non si sta allontanando dalla Terra a un ritmo particolarmente rapido.
In sintesi, le eclissi solari totali continueranno a verificarsi sulla Terra per molti milioni di anni, ma non è possibile prevedere esattamente quando si verificheranno.
ES: Quanto lontano alla fine arriverà la Luna dalla Terra?
ChatGPT: È difficile prevedere esattamente quanto lontano alla fine la Luna arriverà dalla Terra, poiché ciò dipenderà da una serie di fattori come l’esatto tasso di accelerazione della marea e qualsiasi cambiamento nelle forze gravitazionali che agiscono sulla Luna. Tuttavia, si ritiene generalmente che la Luna continuerà ad allontanarsi dalla Terra almeno per i prossimi miliardi di anni. Sulla base delle stime attuali, è probabile che la Luna alla fine si allontani abbastanza dalla Terra da non essere più in grado di causare eclissi solari totali. Non è chiaro esattamente quando ciò accadrà, ma è probabile che ci vorrà molto tempo nel futuro.
ES: Supponendo che non ci siano ulteriori perturbazioni gravitazionali che agiscono sul sistema Terra-Luna-Sole, la Luna continuerà a migrare lontano dalla Terra, rendendo le eclissi solari anulari sulla Terra più comuni e le eclissi solari totali meno comuni. Tra circa 600 milioni di anni, la Terra sperimenterà la sua eclissi solare totale finale, poiché oltre quel punto, il diametro angolare della Luna sarà sempre più piccolo di quello del Sole visto dalla superficie terrestre. Con questo in mente, ci saranno eclissi solari totali sulla Terra tra 1 miliardo di anni?
ChatGPT: Hai ragione sul fatto che la Luna si sta lentamente allontanando dalla Terra a una velocità di circa 3,8 cm all’anno a causa dell’interazione gravitazionale tra la Terra e la Luna. Questo processo, noto come accelerazione di marea, è causato dall’attrazione gravitazionale tra la Terra e la Luna, che fa sì che l’orbita della Luna diventi leggermente più ellittica nel tempo. Man mano che l’orbita della Luna diventa più ellittica, la distanza tra la Luna e la Terra può variare di più nel corso della sua orbita e anche la dimensione dell’ombra della Luna può variare di più.
Si stima che le eclissi solari totali continueranno a verificarsi sulla Terra almeno per i prossimi 600 milioni di anni. Dopo quel tempo, il diametro angolare della Luna sarà sempre più piccolo di quello del Sole visto dalla superficie terrestre e le eclissi solari totali non saranno più possibili. Ciò significa che è improbabile che ci saranno eclissi solari totali sulla Terra tra un miliardo di anni.
In sintesi, le eclissi solari totali diventeranno meno comuni sulla Terra man mano che la Luna si allontana dalla Terra, ed è improbabile che ci saranno eclissi solari totali sulla Terra tra un miliardo di anni. Le eclissi solari anulari, in cui il Sole appare come un anello luminoso attorno alla sagoma della Luna, diventeranno più comuni nel tempo.
Verdetto: Sa che la Luna sta migrando lontano dalla Terra, e conosce anche la velocità attuale, ma non ne sa abbastanza per mettere insieme i pezzi (cioè, per fare i conti o per trovare le fonti che hanno fatto la matematica) per concludere quando sarà l’ultima eclissi solare totale. Ma può ripetere ciò che gli hai insegnato! Arriverà un punto, tra circa 600 milioni di anni, in cui la Luna sarà abbastanza lontana che anche al perigeo lunare, anche quando il Sole è all’afelio, il disco della Luna non sarà sufficientemente grande per coprire completamente quello del Sole visto da qualsiasi luogo sulla terra.
Avanzato: come si è creata l’inflazione cosmica che ha dato origine al caldo Big Bang?
Contesto: l’Universo si sta espandendo (e raffreddando) e ciò implica che in passato era più piccolo, più denso e più caldo. Se lo estrapoliamo arbitrariamente indietro, potresti pensare di tornare a una singolarità: a quando tutta l’energia nell’Universo era compressa in un singolo punto nello spazio e in un singolo momento nel tempo. Ma questa non è più una buona estrapolazione, poiché le nostre osservazioni non corrispondono a quell’immagine. Invece, corrispondono all’estrapolazione che riporta a uno stato caldo e denso, e quindi preceduto da un periodo di inflazione cosmica.
Durante l’inflazione, l’Universo si svuota e ha energia non nella materia o nella radiazione, ma in un campo che è intrinseco allo spazio stesso. Si espande in modo esponenziale durante questo periodo, portando l’Universo a uno stato piatto e uniforme con fluttuazioni quantistiche seme distese su di esso. Anche se non sappiamo come o quando è iniziata l’inflazione, sappiamo che quando l’inflazione finisce, questo campo scarica la sua energia nella materia e nella radiazione, cambiando il modo in cui l’Universo si espande e corrisponde a quello che conosciamo come l’inizio del caldo Big Bang.
ES: In che modo l’inflazione cosmica ha dato origine al caldo Big Bang?
ChatGPT: L’inflazione cosmica è una teoria che spiega l’omogeneità osservata e l’isotropia dell’universo su larga scala. Suggerisce che l’universo abbia subito un rapido periodo di espansione nelle primissime fasi della sua storia, durante il quale le dimensioni dell’universo sono aumentate di un fattore di almeno 10³⁰ (un 1 seguito da 30 zeri) in una frazione di secondo. Si pensa che questa rapida espansione sia avvenuta poco dopo il Big Bang, che è il termine usato per descrivere l’inizio dell’universo così come lo conosciamo.
[Lunga spiegazione dell’inflazione cosmica, della sua storia e di come spiega certi enigmi].
In sintesi, l’inflazione cosmica è una teoria che spiega l’omogeneità e l’isotropia osservate dell’universo su larga scala, e suggerisce che l’universo abbia subito un rapido periodo di espansione nelle primissime fasi della sua storia. Si pensa che questa rapida espansione abbia dato origine al caldo Big Bang, che è il termine usato per descrivere l’inizio dell’universo così come lo conosciamo.
ES: Lei ha detto che l’inflazione “si è verificata poco dopo il Big Bang” e successivamente, ha affermato che l’inflazione “si pensa abbia dato origine al caldo Big Bang“: non possono essere possibili entrambe le cose, a meno che non si utilizzino due diverse definizioni del termine “Big Bang”. L’inflazione si è verificata prima o dopo il Big Bang?
ChatGPT: Hai ragione sul fatto che le mie dichiarazioni precedenti potrebbero essere state confuse. Mi scuso per qualsiasi malinteso.
La teoria del Big Bang è il modello prevalente che descrive l’origine e l’evoluzione dell’universo. Secondo la teoria del Big Bang, l’universo iniziò come una singolarità, un punto di densità e temperatura infinite, circa 13,8 miliardi di anni fa. Da questa singolarità, l’universo si espanse e si raffreddò, dando infine origine alla materia e alla radiazione che oggi costituiscono l’universo.
[Ripetizione della spiegazione dell’inflazione cosmica omessa].
Per chiarire, la teoria dell’inflazione cosmica suggerisce che l’universo abbia subito un rapido periodo di espansione poco dopo il Big Bang, che è il termine usato per descrivere l’inizio dell’universo così come lo conosciamo. La teoria dell’inflazione cosmica non propone un nuovo modello per l’origine e l’evoluzione dell’universo, ma piuttosto si basa e si espande sulla teoria del Big Bang spiegando l’omogeneità osservata e l’isotropia dell’universo su larga scala.
ES: Devi capire che il Big Bang ora ha due significati che non sono congruenti tra loro. Il caldo Big Bang, che descrive lo stato primordiale, caldo e denso del nostro Universo, è una certezza. Tuttavia, non conduce direttamente a una singolarità, anzi non può farlo. L’inflazione cosmica ha preceduto il caldo Big Bang e lo ha messo in piedi. L’inflazione cosmica è andata avanti per almeno una minuscola frazione di secondo, ma avrebbe potuto durare molto, molto più a lungo. Non sappiamo come o in quali condizioni sia iniziata l’inflazione cosmica, o se l’Universo alla fine sia iniziato da uno stato singolare o meno. L’idea del Big Bang come singolarità che ha dato origine all’Universo che conosciamo è ancora possibile, ma non universalmente accettata come necessaria. Riesci ora a capire la differenza tra il caldo Big Bang e l’inflazione cosmica.
ChatGPT: Mi scuso se le mie precedenti spiegazioni non erano chiare. Hai ragione nel dire che la teoria del Big Bang descrive l’origine e l’evoluzione dell’universo e che non porta necessariamente a una singolarità.
La teoria del Big Bang è il modello prevalente che descrive l’origine e l’evoluzione dell’universo. Secondo la teoria del Big Bang, l’universo iniziò come una singolarità, un punto di densità e temperatura infinite, circa 13,8 miliardi di anni fa. Da questa singolarità, l’universo si espanse e si raffreddò, dando infine origine alla materia e alla radiazione che oggi costituiscono l’universo.
[Ripetute risposte sull’inflazione e il Big Bang omesse].
In sintesi, la teoria del Big Bang descrive l’origine e l’evoluzione dell’universo e suggerisce che l’universo abbia avuto inizio come singolarità circa 13,8 miliardi di anni fa. Il termine “Big Bang” è spesso usato anche per riferirsi allo stato caldo e denso dell’universo primordiale, noto come “Big Bang caldo”, che si pensa sia avvenuto circa 10^-32 secondi dopo il Big Bang. L’inflazione cosmica è una teoria che spiega l’omogeneità e l’isotropia osservate dell’universo su larga scala e suggerisce che l’universo abbia subito un rapido periodo di espansione nelle primissime fasi della sua storia.
Verdetto: Ok, questo era sicuramente avanzato: avanzato anche per molti astrofisici. Posso essere infastidito dal fatto che si dica prima del Big Bang: “Secondo la teoria del Big Bang, l’universo è iniziato come una singolarità“, e poi in seguito dice: “Il termine ‘Big Bang’ è spesso usato anche per riferirsi al caldo, stato denso dell’universo primordiale, noto come ‘hot Big Bang’, che si pensa sia avvenuto circa 10^-32 secondi dopo il Big Bang” senza alcuna cura per la sua autoincoerenza. Ma almeno, alla fine, sembra assimilare la consapevolezza che una definizione (antica, ora speculativa) del Big Bang si riferisce a una singolarità iniziale e che un’altra definizione (moderna, del tutto solida) si riferisce alle condizioni note come hot Big Bang. Ma hey, è un chatbot progettato per imparare; forse un giorno, anche molto presto, ChatGPT saprà spiegare queste cose a giovani studenti di astrofisica.
