Mag 13

Ma questa è vera scienza? *

La news a cui accenno sembra a prima vista eclatante: scoperto il meccanismo attraverso cui l’unione di due galassie porta alla nascita di nuove stelle. Leggendo tra le righe, però, e senza farsi suggestionare dai tempi di calcolo usato, a me sembra proprio che la montagna abbia partorito un topolino. Ne approfitto per riflettere un po’ sui modelli al computer…

Vi dirò la verità. A me l’idea che, quando due galassie si urtano, il loro gas venga compresso nello scontro e possa dar luogo a nuove stelle non sembra poi tanto anacronistica. Anzi… Tuttavia, a un gruppo di ricercatori questa sembrava una soluzione contro intuitiva e si sarebbero aspettati una diradamento e uno sconvolgimento del gas con conseguente interruzione della nascita stellare. Va beh… ognuno ha le sue idee. Tengo, però, a precisare che non ero il solo a vedere nel fenomeno una logica piuttosto chiara, anche senza dati ultra precisi sullo svolgimento dell’azione.

Però, è sempre bello poter dire che certe ipotesi sono state confermate da un modello ultra sofisticato che ha dovuto girare per mesi e mesi prima di dare il risultato. Sembra che in tal modo un insieme di osservazioni , che restano quelle che sono, possano raggiungere improvvisamente e magicamente un dettaglio e una precisione insperata.

Vi spiego meglio. Vi sono vari modi di fare modelli e darli in pasto al computer per mesi e mesi, aspettandosi qualcosa che la sola mente non poteva ottenere (per questioni di tempo, soprattutto). Prendiamo il calcolo di un orbita. Gauss ha fatto i calcoli a mano ed è riuscito a ottenere un risultato, anche inserendo perturbazioni del primo ordine. Sì, ma quanto tempo sprecato! E’ ovvio che è molto meglio dare i dati al computer e nel giro di frazioni di secondo ottenere i parametri orbitali con tanto di analisi dell’errore.

Stessa cosa, più in grande, capita per il problema degli n-corpi, applicato sia a un sistema planetario sia a un ammasso globulare. Il computer permette di inserire n corpi in stretta interazione tra loro (nel nostro sistema solare, ad esempio, anche gli asteroidi più grandi per seguire il moto di Giove!). Questi programmi -o modelli che siano- hanno un senso e un valore ben chiaro e insostituibile, dato che partono da leggi fisiche ben conosciute e da dati osservativi altrettanto precisi.

Le equazioni da risolvere sono matematicamente e fisicamente corrette e confermate. Perfino un’orbita caotica ha un suo senso nell’essere estrapolata, dato che si basa sulle stesse leggi fisiche. La sua “deriva” non dipende dall’imprecisione dei dati, dalla mancanza di parametri importanti, da leggi vaghe e non dimostrate, ma solo da piccolissime differenze tra le distanze e le velocità dei corpi in gioco. L’orbita caotica che ne deriva non è incerta perché è mal calcolata, ma solo perché la più piccola variazione nei parametri ben conosciuti può dar luogo a traiettorie diverse, Da cui il bisogno della probabilità. Questa è un’incertezza insita nel problema e non dovuta a scarsità di dati o di leggi fisiche.

Un altro esempio recente: la sorella del Sole. Il modello per il computer si basa su dati osservativi di una certa precisione, ben quantificabile. Da un lato il moto proprio che si sa molto bene come calcolare e che errore assegnargli. Dall’altro dati chimici che hanno una base osservativa altrettanto ben stabilita. A questo punto, il computer sveltisce i tempi di calcolo, sapendo come estrapolare e quali leggi si devono seguire. Il risultato sarà “solido” o -se non altro- avrà una probabilità legata a errori ben quantificabili.

Esattamente il contrario sono i modelli climatici. Non vi sono sufficienti dati di partenza, mancano sicuramente parametri fondamentali, non si conoscono molte leggi fisiche che devono certamente agire. Creare un modello e farlo girare resta un gioco azzardato. Utile se si cerca di evidenziare le mancanze e le migliorie che solo lo svolgimento del modello può esaltare, ma non certo utilizzabile come modello di previsione. E’ un po’ come se io facessi girare una sola orbita caotica e la considerassi come l’evoluzione dinamica di quel corpo. Nessuno si sognerebbe di farlo, dato che solo mille casi, diversi di pochissimo, possono dare la probabilità di una certa scelta finale. E, tutto ciò, pur conoscendo perfettamente le leggi fisiche. Nel clima non si conoscono nemmeno quelle.

Ma, andiamo oltre, di clima ne abbiamo già parlato troppo.

La mia esperienza sul campo di tanti e tanti anni, mi fa dividere i modelli al computer in due grandi categorie. Quelli che non sanno il risultato, ma partono da dati e da leggi certe. Quelli che “sanno” il risultato che si “vuole” ottenere e inseriscono valori dei parametri che lo possano favorire, dato che l’incertezza regna sovrana.

Ci sono cascato anch’io, ma non ho osato andare avanti. Volevamo che gli asteroidi ricostruitisi dopo una collisione catastrofica ruotassero velocemente per dimostrare gli ellissoidi a tre assi e i binari. Avevamo creato un modello con tanto di trasferimento di momento angolare e dissipazione energetica. Beh… bastava lavorare un poco su certi parametri ancora molto incerti per ottenere il risultato voluto. NO, troppo comodo, anche perché il modello era troppo sensibile a scelte che le osservazioni non ci potevano regalare. Bisognava aspettare, oppure dire chiaramente che erano stati scelti parametri “ad hoc” e ammettere che le cose tornavano se e solo se certe grandezze in gioco fossero proprio entro un certo “range”.

Qualcosa di simile capita anche per lo YORP, di cui abbiamo parlato poco tempo fa. I programmi girano e i risultati vengono dati come sicuri, ma ben pochi (o nessuno) dice che certi parametri sono stati scelti proprio perché alla fine si ottenga quello che si vuole fin dall’inizio. E’ vera scienza questa? Direi di no e quindi molta attenzione ai modelli che girano per mesi e mesi e che hanno bisogno di decine di parametri poco conosciuti.

Mi ricordo tanti colleghi che facevano girare programmi di evoluzione stellare e di creazione di getti per mesi. Mi ricordo anche che i parametri “liberi” erano moltissimi. In base ai primi risultati “negativi” cercavano come e dove cambiare certi parametri (“tanto nessuno sa quanto valgono esattamente…”) e alla fine si otteneva anche l’impossibile. Purtroppo, i modelli e i computer nascondono molta polvere sotto al tappeto.

Torniamo alla news che ha dato il via a questa riflessione e constatazione che volevo condividere con voi. Nell’articolo si dice che mai era stato predisposto un gas così raffinato e poco denso. Dodici mesi di computer sono riusciti, però, a trovare che lo scontro crea vortici molto speciali che alla fine addensano invece di disperdere. Il fatto di avere un programma mostruoso alle spalle regala sempre una maggiore credibilità al risultato. Personalmente, quando vedo che le figure simulano perfettamente le immagini riprese da Hubble, comincio a sentire odore di bruciato… Vi assicuro che, quando il modello di un  gas è lasciato in balia di qualsiasi tocco e ritocco, si ottengono simulazioni che sembrano proprio fotografie.

In parole artistiche è più bello un  quadro che sembri una foto fatta da un tecnico (che magari ha copiato una vera opera d’arte) o un’interpretazione personale, anche un po’ rozza, ma che veramente esprima tutti i dubbi e le incertezze del Maestro? Bene, io preferisco sentirmi dire che molto probabilmente l’urto di due galassie può dare a luogo a un addensamento di materia, dato che il risultato sembra favorire questa ipotesi, piuttosto che colorire la stessa conclusione con modelli scelti ad hoc per fare impressione e stupire. Mi ricordano tanto gli scoop televisivi.

Va beh… come al solito sono stato un  po’ critico, comunque ho detto la mia, basata su esperienze dirette di tanti anni. Insomma c’è simulazione e simulazione… E questa, che ci dimostra con pompa magna un qualcosa che si poteva, per adesso, intuire e basta, non avendo ancora osservazioni sufficienti a salti di qualità, mi lascia molto amaro in bocca. Questa volta ne ho parlato…ma la prossima, probabilmente, volterò le spalle.

Sempre pronto, comunque, a essere smentito dai … fatti!

Concludo con una tipica frase degli autori del lavoro: “Simulando l’impatto delle galassie Antenne e l’interazione di materiale mille volte meno massivo di qualsiasi cosa tentata prima, il modello ha dimostrato che le collisioni cambiano la natura della turbolenza del gas galattico. Invece di disperdersi, il gas entra in un particolare stato  che tende a farlo collassare e a creare nuove stelle. Si è, quindi, dimostrato che le collisioni galattiche danno luogo a nuove stelle lungo le zone di collisione”. Non aggiungo altro…

Articolo originale QUI

simulazione delle Antenne
Una simulazione dello scontro tra le galassie Antenne. Sembra proprio la foto di Hubble. Eccezionale! Ma è tutto oro quello che luccica? Fonte: F. Renaud / CEA-Sap

8 commenti

  1. beppe

    Direi che non è scienza, ma bisogno di pubblicare, evidentemente anche in Francia vige la stessa tendenza. Il rischio è che gli autori avranno più possibilità di carriera in film di animazione che in astronomia, è ciò potrebbe essere positivo!  :mrgreen:

     

  2. SANDRO

    [Qualcosa di simile capita anche per lo YORP, di cui abbiamo parlato poco tempo fa. I programmi girano e i risultati vengono dati come sicuri, ma ben pochi (o nessuno) dice che certi parametri sono stati scelti proprio perché alla fine si ottenga quello che si vuole fin dall’inizio. E’ vera scienza questa? Direi di no e quindi molta attenzione ai modelli che girano per mesi e mesi e che hanno bisogno di decine di parametri poco conosciuti.]
    Caro Enzo, mi ricorda tanto una metafora che ho letto alcuni giorni fa su di un articolo di biologia appunto sulle simulazioni:
    Se dal cappello esce un coniglio è ovvio che qualcuno ce lo ha inserito prima. :mrgreen:

  3. alexander

    Non so, non ho esperienza nel campo però secondo me anche questi modelli che partono dal risultato finale ed inseriscono i parametri adatti per ottenere tale risultato potrebbero avere una certa importanza.
    Il simulatore infatti dovrebbe permettermi di verificare i parametri che possono permettere il risultato finale (magari frutto di un'osservazione) con le leggi fisiche impostate e questo comunque dovrebbe aiutare la scienza quanto meno indirizzando la ricerca verso determinate strade.
    Un pò come al cern, quando si diceva che il bosone di higs doveva essere ricercato solo entro certi valori.
    Poi ovviamente uno strumento valido diventa un cattivo strumento se invece viene spettacolarizzato in cerca solo della pubblicità tralasciando le parole magiche riportate da Enzo:  "ammettere che le cose tornavano se e solo se certe grandezze in gioco fossero proprio entro un certo “range”"   :-P

  4. caro Alex,
    tu hai pienamente ragione... non sempre tutto è bianco o nero. La mia è solo un'impressione dovuta a molti anni di esperienza... Quando si cerca un finale un po' troppo perfetto, le cose puzzano un poco. Di solito l'operazione che dici tu parte da svariate prove ciascuna diretta a un  parametro o due alla volta in cui ci si prepara il campo per la svolta finale. Nel caso in oggetto mi sembra tutto troppo lanciato verso una soluzione subito perfetta... Può anche darsi che mi sbagli, ma... :wink:

  5. Pier Francesco

    Normal
    0

    14

    false
    false
    false

    IT
    X-NONE
    X-NONE

    /* Style Definitions */
    table.MsoNormalTable
    {mso-style-name:"Tabella normale";
    mso-tstyle-rowband-size:0;
    mso-tstyle-colband-size:0;
    mso-style-noshow:yes;
    mso-style-priority:99;
    mso-style-qformat:yes;
    mso-style-parent:"";
    mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
    mso-para-margin-top:0cm;
    mso-para-margin-right:0cm;
    mso-para-margin-bottom:10.0pt;
    mso-para-margin-left:0cm;
    line-height:115%;
    mso-pagination:widow-orphan;
    font-size:11.0pt;
    font-family:"Calibri","sans-serif";
    mso-ascii-font-family:Calibri;
    mso-ascii-theme-font:minor-latin;
    mso-fareast-font-family:"Times New Roman";
    mso-fareast-theme-font:minor-fareast;
    mso-hansi-font-family:Calibri;
    mso-hansi-theme-font:minor-latin;}

    Caro Enzo,

    Questi modelli di evoluzione galattica tengono conto degli effetti della materia oscura, preponderante nell’Universo e decisiva per i movimenti delle galassie? No? E allora mi sa che non sono tanto realistici e affidabili. :mrgreen:

    Va beh, avrai capito ormai che mi piacciono le battute, torniamo seri.

    Mi sembra che il problema sia se un modello deve dimostrare una teoria, cioè confermare le ipotesi e le idee degli scienziati, o deve svelare, cioè scoprire cosa succede date certe condizioni iniziali e al contorno, conoscendo le leggi fisiche e i parametri coinvolti. Se le cose stanno così, la simulazione inesame rientra nel primo caso e personalmente ritengo che anche il primo caso è Scienza: in ogni caso, l’intuito dello scienziato è ciò che conta e la simulazione è l’analogo dell’esperimento (ovviamente, non si può replicare uno scontro tra galassie in laboratorio). Forse, si tratta più che altro di spiegare la differenza tra le due situazioni al pubblico, sia esso esperto o no.

  6. caro Pier,
    i risvolti possibili sono tanti, ovviamente. Se devo dimostrare qualcosa devo però avere i parametri giusti e sicuri. Se, invece, conosco sicuramente il risultato, ma non so come ottenerlo, allora ha una sua ragione cercare quali parametri possano variare per ottenerlo. Insomma, le possibilità sono molteplici. L'unica cosa che non amo troppo è quando si vuole accentuare troppo il risultato "perfetto".   :wink:

  7. Mario Fiori

    Purtroppo, o forseno, ma i computers si programmano e vi si inseriscono, dati,misure, parametri ed è qui che bisogna vedere come viene fatto: appunto per ricercare quale possibile o possibili risultati può dare o se vogliamo che arrivi un risultato preciso.
    A volte ho nostalgia di Galileo, Gauss e gli  altri che i modelli li facevano a mano e a mente e le scoperte se le sono fatte con la propria mente e le proprie mani.
    Anche se è verissimo che quello che facciamo oggi con la tecnologia è un'altra cosa, basta farlo con criterio ed usando sempre e comunque la propria mente e la curiosità che possa smentire anche le proprie teorie: non devono essere proprio quelle, non deve esserci fredda spettacolarizzazione.

Lascia un commento

*

:wink: :twisted: :roll: :oops: :mrgreen: :lol: :idea: :evil: :cry: :arrow: :?: :-| :-x :-o :-P :-D :-? :) :( :!: 8-O 8)

 

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.