Tutto nel nostro universo si muove, ma i tempi necessari per vedere il movimento sono spesso di gran lunga superiori alle vite umane.

In un nuovo importante studio, un team di astronomi dell’Istituto di Astronomia dell’Università delle Hawaii (IfA), dell’Università del Maryland e dell’Università di Paris-Saclay, ha tracciato il movimento di 10.000 galassie e le congregazioni dominanti della materia. I loro moti sono seguiti in un arco di 11,5 miliardi di anni, dalle origini delle galassie, quando l’universo aveva solo 1,5 miliardi di anni, fino ad oggi, a un’età di oltre 13 miliardi di anni.

Calcolo dei percorsi delle galassie

Utilizzando una tecnica matematica chiamata metodo dell’azione numerica, il team ha calcolato questi percorsi in base alla luminosità e alle posizioni attuali delle galassie e al loro movimento attuale. Gli astronomi hanno preso in considerazione la teoria del Big Bang, inclusa l’idea che le galassie inizialmente si espansero l’una dall’altra ad una velocità chiamata costante di Hubble.

Nel corso del tempo, la gravità ha alterato i movimenti, quindi non solo si sono allontanate mentre l’universo si espandeva, ma si riunivano in filamenti, pareti e ammassi, svuotando anche altre regioni che ora sono vuote. Nel corso degli eoni di tempo, le galassie hanno deviato dalla pura costante di Hubble di milioni di anni luce nell’arco di un miliardo di anni. Nelle regioni ad alta densità, le orbite delle galassie possono diventare piuttosto complicate e comportare collisioni e fusioni.

“Stiamo mettendo a fuoco la storia dettagliata della formazione di strutture di massa su larga scala nell’universo mediante il reverse engineering delle interazioni gravitazionali che le hanno create”, ha affermato Ed Shaya, ricercatore associato presso l’Università del Maryland.

Il grande attrattore

Ci sono diverse vaste regioni particolarmente interessanti di alta densità di materia e di galassie esplorate dagli astronomi. Uno di questi, chiamato “il Grande Attrattore”, è il nucleo del Laniakea Supercluster, un immenso superammasso di galassie contenente la nostra Via Lattea. Le galassie possono essere viste fluire verso una posizione all’interno di un nido di quattro ricchi ammassi.

Una seconda affascinante regione si trova nell’adiacente filamento di galassie Perseo-Pesci, che si estende per quasi un miliardo di anni luce ed è una delle più grandi strutture conosciute nell’universo. Si vede anche la vicinanza dell’ammasso della Vergine, il grande ammasso più vicino.

“Per più di 30 anni, gli astronomi hanno considerato il ‘Grande Attrattore’ come la principale fonte di gravità che fa muovere l’intera regione vicino a noi con un’elevata velocità peculiare relativa all’espansione cosmica uniforme, ma la natura di quella sorgente è stata oscura ”, ha affermato R. Brent Tully, astronomo di IfA e coautore dello studio. “Le nostre ricostruzioni dell’orbita hanno fornito il primo sguardo a questa regione precedentemente enigmatica”.

Sull’intera distesa, le orbite possono essere proiettate anche nel futuro. L’espansione accelerata dell’universo domina il quadro generale, facendo allontanare la maggior parte delle galassie. Tuttavia, una certa coalescenza e fusione continueranno nelle regioni localizzate.

Un video dei percorsi delle galassie in questa vasta regione, a partire dall’epoca della prima formazione e proseguendo fino a quando l’universo ha quasi il doppio dell’età può essere visto qui. Su larga scala rappresentata in questa simulazione, nei prossimi 10 miliardi di anni si prevede che si verificheranno solo poche grandi fusioni, tutte in regioni molto dense.

Lo studio è stato pubblicato su The Astrophysical Journal.

Un gruppo di fisici della University of Arkansas ha sviluppato, con successo, un circuito in grafene che potrebbe produrre energia pulita e illimitata. Il nuovo sistema funziona catturando il moto termico del grafene e trasformandolo in corrente elettrica.

Paul Thibado, professore di fisica e coordinatore della ricerca, sostiene che è possibile incorporare un circuito che accumula energia, sviluppato sul grafene, all’interno di un chip per fornire energia pulita, illimitata e a bassa tensione, da utilizzare in piccoli dispositivi o in sensori.

Tuttavia, la ricerca, pubblicata su Physical Review E, è stata ritenuta un po’ controversa, in quanto sembra contraddire il lavoro del famoso fisico Richard Feynman, secondo cui non è possibile lavorare con il moto termico degli atomi, noto come moto browniano.

Invece, il team guidato da Thibado ha scoperto qualcosa che finora era ritenuto impossibile: a temperatura ambiente, il moto termico del grafene induce una corrente alternata. Questo fenomeno è stato scoperto costruendo un circuito con due diodi, piuttosto che con uno soltanto, per convertire la corrente alternata in corrente continua.

I diodi sono stati collocati in posizioni opposte, in modo da permettere alla corrente di fluire in entrambi i versi. Di conseguenza, si è creata una corrente continua che opera su un resistore di carico e aumenta la quantità di potenza erogata.

Dalla ricerca si è anche dedotto che i diodi, comportandosi come uno switch on-off, amplificano l’energia erogata, piuttosto che ridurla, come si credeva in precedenza.

Il tasso di variazione della resistenza fornita dai diodi aggiunge un ulteriore fattore all’energia.

Per dimostrare la teoria, il gruppo di ricerca ha dovuto attingere da un nuovo campo della fisica, ovvero la termodinamica stocastica e ha esteso la teoria di Nyquist.

Il prossimo passo del team è quello di determinare se è possibile accumulare corrente continua in un condensatore, per un uso successivo.

Fonte: interestingengineering.com

I megaripples, increspature di scala intermedia causate dall’azione del vento, sono state ampiamente studiate e ritenute reliquie in gran parte inattive dei climi passati, salvo poche eccezioni.

Un nuovo articolo dello scienziato ricercatore del Planetary Science Institute Matthew Chojnacki, mostra che abbondanti megaripples sono stati identificati nella regione polare settentrionale di Marte e si è scoperto che migravano con dune e increspature.

I megaripples su Marte sono alti da 1 a 2 metri e hanno una spaziatura da 5 a 40 metri, dove la dimensione cade tra increspature alte circa 40 centimetri con una spaziatura da 1 a 5 metri e dune che possono raggiungere centinaia di metri di altezza con una spaziatura di 100 a 300 metri.

Mentre i tassi di migrazione dei megaripples sono lenti in confronto (in media 0,13 metri per anno terrestre), è stato riscontrato che alcune delle increspature vicine migrano per un equivalente medio di 9,6 metri all’anno in soli 22 giorni nell’estate settentrionale – tassi senza precedenti per Marte. Questi alti tassi di movimento della sabbia aiutano a spiegare l’attività dei megaripples.

“Utilizzando immagini HiRISE ripetute acquisite su lunghe durate – sei anni su Marte o 13 anni terrestri – abbiamo esaminato l’attività dinamica delle forme del letto polare. Abbiamo scoperto che la sottile atmosfera marziana può mobilitare alcuni megaripples a grana grossa, ribaltando le nozioni precedenti secondo cui si trattava di morfologie reliquie statiche di un clima passato. Abbiamo mappato i megaripples e le morfologie adiacenti attraverso i mari di sabbia del polo nord, la più vasta collezione di campi di dune su Marte”, ha affermato Chojnacki, autore principale di “Widespread Megaripple Activity Across the North Polar Ergs of Mars” che appare nel Journal of Geophysical Research: Pianeti.

Parte dell’incertezza nello studio delle morfologie polari planetarie è il lungo e freddo inverno polare che alla fine copre la regione di anidride carbonica e ghiaccio d’acqua. Per le increspature spinte dal vento, come i megaripples, ciò significa che non sono in grado di migrare per quasi la metà dell’anno. “Tuttavia, sembra che i venti della tarda primavera e dell’estate che scendono dalla calotta polare abbiano più che compensato questi altri periodi di inattività”, ha detto Chojnacki.

“È stato riscontrato che i megaripples sono diffusi in tutta la regione e migrano a velocità relativamente elevate rispetto ad altri siti su Marte che si trovano a latitudini inferiori. Questa maggiore attività è probabilmente correlata ai maggiori flussi di sabbia trovati per le dune vicine che sono guidati dai venti stagionali estivi quando il ghiaccio polare sta sublimando. Ciò supporta l’idea che gran parte della superficie marziana viene attivamente modificata e non solo antica o statica”. ha affermato Chojnacki. “Al contrario, altri megaripples sembrano essere stabilizzati, un probabile risultato di ghiaccio intergranulare all’interno di aree con vento debole”.