3 febbraio 2018

Luna, i migliori fotografi del mondo confermano: «le foto sono false». Cosa gli risponderei?

Da stamattina ho visto più volte in giro per facebook questo articolo, che a grandi lettere dice

"Luna, i migliori fotografi del mondo confermano: <<le foto sono false>>."

Leggendo l'articolo si possono leggere i commenti di fotografi del calibro di Oliviero Toscani riguardo le foto della Luna scattate dagli astronauti, che a loro sembrano false. Perché? La solita storia: ombre, luci messe male e cose così.

Adesso non voglio ovviamente mettere in dubbio le capacità e l'esperienza di questi fotografi, che saranno sicuramente più esperti di me: voglio solo analizzare le loro affermazioni ed interpretarle (e spiegarle) da un punto di vista un po' più da aspirante fisico quale sono.

Parliamo delle frasi che dicono in un breve trailer di un documentario che si intitola "American Moon" che potete vedere su youtube. Il documentario completo si autodefinisce imparziale, mettendo a confronto le prove a favore dell'allunaggio contro quelle a sfavore. In realtà a me è sembrato molto fazioso, e soprattutto mi rifiuto di spendere 15€ per vederlo.

Partiamo dalla prima foto: questa nella quale si vede Buzz Aldrin che scende dal modulo Eagle durante la missione Apollo 11.


I commenti di due fotografi dicono che la foto è falsa, perché la parte del LEM che dovrebbe essere nell'oscurità totale è in realtà illuminata da quello che sembra un secondo riflettore o un pannello riflettente.

Aldo Fallai dice: "La luce viene dal dietro del modulo, l'astronauta o presunto tale è nel buio più totale e invece è illuminato: perché?"

Mentre Oliviero Toscani afferma: "Dichiaro che ci sono dei riflessi qui del metallo che vuol dire che c'era una sorgente di luce dalla parte di chi fotografa".

Da fotografi esperti hanno giustamente ragione: c'è una sorgente di luce dietro al LEM che illumina la parte scura, e non è altro che la superficie lunare. Infatti non bisogna mai dimenticare che il terreno lunare ha un albedo medio di 0.12: per capirsi, ha un albedo paragonabile a quello del cemento. Ciò significa che in ogni caso riflette una quantità considerevole di luce solare, che è la stessa che arriva sulla Terra. 


Guardando la foto si può notare infatti che l'ombra proiettata dal LEM sulla superficie lunare è nera come la pece: questo perché a differenza del modulo lunare che si eleva di qualche metro sul livello del terreno non vengono illuminate dalla luce riflessa dalla regolite lunare. 

Un'altra cosa di cui parlano, in particolare Toni Thorimbert, sono le ombre "storte".

"Queste ombre che vanno di qua e questa che va di qua non ha senso, significa che il sole è a qualche metro di distanza!"

Su questa questione ho già scritto qualche tempo fa nel mio post "Temo che sulla Luna ci siamo andati davvero". Lavorando con obiettivi ultragrandangolari (gli astronauti utilizzavano un 16mm su pellicola a pieno formato) è facile che si vedano ombre o cose storte a causa dell'enorme distorsione prospettica. Per esempio in questa foto, seguendo la stessa logica il sole doveva trovarsi dall'altra parte della strada.

Con questo voglio solo dire che il discorso non sta in piedi. Se davvero vogliono provare che non siamo stati sulla Luna, i complottari dovranno tirar fuori qualche affermazione più forte, che non possa essere smontata in maniera così semplice e rapida. 

Adesso vorrei sottoporre a chi sostiene che sulla Luna non siamo mai andati una prova che secondo me è ben poco confutabile. 

-- Attenzione, potrebbe contenere fisica --

Guardatevi questo video: durante l'Apollo 15 David Scott ha fatto un semplice esperimento lasciando cadere contemporaneamente un martello e una piuma di falco, per mostrare che nel vuoto gli oggetti cadono alla stessa velocità anche se hanno masse diverse. Si vede bene che cadono contemporaneamente, cosa impossibile se ci fosse stata atmosfera: la piuma avrebbe volteggiato in aria per diversi secondi invece di colare a picco come ha fatto nel video. Sicuramente il filmato è stato girato nel vuoto: in questo caso però un complottista potrebbe controbattere dicendo che è stato girato in una gigantesca camera a vuoto come quelle usate per testare i satelliti. Cronometrando il tempo di caduta, questo è risultato di circa 1.25s: tenendo conto dell'accelerazione di gravità lunare che è pari a un sesto di quella terrestre, si deduce che sono stati lasciati cadere da circa un metro d'altezza, un valore ragionevole. Facendo due conti si può calcolare il tempo di caduta sotto l'effetto di un'accelerazione di gravità pari a quella Terrestre, che in tal caso sarebbe di soli 0.45s: meno della metà! Quindi per vedere gli oggetti cadere a velocità normale bisogna più che raddoppiare la velocità del video. Vediamo cosa succede a un video se lo acceleriamo di 2.5 volte:


Gli astronauti si muovono un po' troppo velocemente per indossare delle tute così pesanti e impacciate, non trovate? Quindi direi che per simulare la gravità lunare il video non è stato decisamente accelerato. Ma allora hanno attaccato dei fili agli astronauti e ai vari oggetti per farli cadere più lenti? No: in altri video si vede chiaramente la polvere sollevata dalle ruote del rover lunare che ricade troppo lentamente per trovarsi sulla Terra. In questo caso però non possono aver attaccato un filo ad ogni granello di polvere! Quindi, se il video non è stato rallentato per i motivi che ho già spiegato, significa che l'accelerazione di gravità non può essere quella terrestre.

Non penso di avere altro da dire sull'argomento: va bene chiedere ad esperti di fotografia dei pareri sulle foto scattate dalla Luna, ma nessuno si rende conto che uno studio fotografico è molto diverso dalla superficie di un altro corpo celeste.

"Fake news? Sì, Certo. Ma è inutile sperare di convincere tutti: non c'è peggior sordo di quello che non vuole sentire", recita l'articolo.

A chi lo dici, amico...

30 gennaio 2018

Sulle orme dell'Apollo 15

Qualche sera fa sono stato all'osservatorio per dare una mano con un po' di manutenzione, come al solito. Il cielo però era davvero bello e la Luna splendeva sopra le montagne innevate: come resistere alla tentazione di fotografarla? 


Collegata rapidamente la telecamera al rifrattore da 25cm ho iniziato a riprendere come se non ci fosse stato un domani. Elaborando i quasi 70GB di video raccolti mi sono soffermato su una zona della Luna che mi piace particolarmente: il Mare Imbrum, o mare delle piogge, un antichissimo cratere che, riempitosi di magma fuoriuscito dalle profondità della Luna, ha formato una vasta pianura di roccia basaltica scura. Nella foto sulla destra se ne vede metà, delimitato ad Est (destra) da due lunghe catene montuose, le Alpi e gli Appennini lunari. Ma il particolare sul quale mi sono soffermato si trova poco a ovest di quello "stretto" che collega il Mare Imbrum con il Mare Serenitatis, che si vede in basso a destra. 


Ingrandendo l'immagine si nota una vallata percorsa da una rima, ovvero un antico tubo di lava crollato. Quella rima si chiama Hadley, ed è proprio quella che compare in questa foto scattata dagli astronauti dell'Apollo 15!


La rima Hadley fotografata dagli astronauti
La rima Hadley fotografata da Terra













L'Apollo 15 è stata la prima delle cosiddette "Missioni-J", ovvero le missioni lunari più focalizzate sugli aspetti scientifici: la permanenza sulla Luna durava molto di più e gli astronauti avevano a disposizione molti più strumenti scientifici. Apollo 15 fu anche la prima missione a portarsi dietro un Rover Lunare, permettendo così agli astronauti di esplorare in lungo e in largo attorno al punto di atterraggio, spingendosi ad oltre 10km di distanza dal LEM! In totale gli astronauti riportarono sulla Terra più di 70kg di campioni di rocce lunari, mentre lasciarono sul suolo selenico una serie di esperimenti come sismografi, esperimenti per lo studio del vento solare e un retroriflettore per il Lunar Laser Ranging Experiment, che permetteva di misurare la distanza Terra-Luna tramite un laser con una precisione di pochi centimetri: grazie a questo apparecchio sappiamo che la Luna si sta allontantando dalla Terra di circa 3cm ogni anno.

Per concludere, ho affiancato una foto del sito di atterraggio scattato dall'orbita a quella scattata da me: come vedete si riconoscono molte strutture geologiche! 


Questo breve post non è stato scritto in risposta ai complottisti (anche perché sarebbe inutile) o per rispondere a chi mi chiede "Ma si vede la bandiera sulla Luna?" quando faccio le serate pubbliche, ma per farvi rendere conto di come quella piccola sfera che brilla nella notte sia in realtà un mondo fatto di pianure, montagne e valli, sul quale hanno camminato dodici persone, che può essere esplorato anche da Terra, stando comodamente sul proprio balcone.



22 gennaio 2018

Cinquanta sfumature di idrogeno alfa

Sono diversi mesi che questo blog prende polvere, non solo per gli esami (che non mancano mai) ma soprattutto per una brutta tendenza del meteo a peggiorare sempre nel weekend, specialmente se di luna nuova. 
Devo dire che mi ha fatto molto piacere aprire la pagina di gestione e notare che erano comparsi tre nuovi commenti: cosa piuttosto rara in un blog tutto sommato "di nicchia"... E infatti due di questi contenevano delle bestemmie e uno era di spam.

wait, what?

Spam? Su questo blog? Il mondo è davvero strano.

In ogni caso, torniamo ad argomenti più pertinenti con le stelle. Vi siete mai chiesti di che colore sono davvero le nebulose, e soprattutto come fanno a brillare di tutti i bei colori che si vedono in foto? E' una domanda che mi fanno spesso, generalmente molto vicina temporalmente alla domanda sulle foto in bianco e nero dei pianeti

Un buon punto di partenza per capire un po' come funzionano i colori delle nebulose potrebbe essere questa foto fatta pochi giorni fa (la prima foto decente del 2018!) dall'Osservatorio di Campo Catino. Questa è una foto composita, che comprende i dati raccolti dalla mia reflex collegata al rifrattore da 25cm e le immagini in alta risoluzione del nucleo della nebulosa riprese al fuoco diretto del RC da 80cm con un'altra telecamera.



Da dove vengono tutti quei  colori sgargianti? Va detto innanzitutto che le nebulose non brillano "da sole": serve sempre qualcosa che sia in grado di fornirgli energia, che sia una stella giovane e calda, una vecchia nana bianca o un buco nero. Le nebulose infatti si dividono in due grandi "famiglie": le nebulose a riflessione e le nebulose ad emissione. 

Le nebulose a riflessione sono quelle più intuitive: il gas viene illuminato dalle stelle circostanti e riflette la luce verso di noi, permettendoci di osservarle. Un esempio di questo tipo di nebulosa è ad esempio la debole nube di gas che circonda le Pleiadi, che è di un bel colore azzurro proprio come le giovani stelle che la illuminano. 

La nebulosa intorno a Merope, nelle pleiadi, con il suo bel colore azzurro, ripresa da Campo Catino.

Le nebulose a emissione invece funzionano in maniera diversa: quando un atomo di idrogeno, elio o qualunque cosa componga quelle nubi di gas viene colpito da un fotone particolarmente energetico, assorbe la sua energia. In questo modo l'atomo va in uno stato cosiddetto "eccitato", che però è molto instabile. Per tornare nel suo stato stabile quindi riemette subito l'energia assorbita sotto forma di luce, con una lunghezza d'onda (in pratica il colore) che è caratteristica di ogni atomo. Le nebulose ad emissione quindi non riflettono semplicemente la luce, ma brillano assorbendo e riemettendo la luce che ricevono dalle stelle. 

Queste nebulose sono spesso accese da stelle giovani e calde che emettono molti raggi ultravioletti, che sono molto energetici. Un altro caso simile è quello delle nebulose planetarie, che sono invece illuminate dalle nane bianche che si trovano al loro interno. I colori che più vediamo nelle nebulose sono vari, e derivano dagli elementi più comuni che le compongono.

Il nucleo di Orione, ingrandimento della foto di prima. Le stelle luminose al centro sono quelle che "accendono" la nebulosa.

L'idrogeno emette principalmente su due frequenze: i cosiddetti H-Alpha e H-Beta. La prima frequenza si trova nel rosso, e dona quella bella tonalità rossa-rosata alle nebulose. L'H-Beta invece si trova tra il verde e l'azzurro. Anche l'ossigeno è relativamente abbondante ed emette luce principalmente nell'Ossigeno-III, di colore verde-azzurro. Un altro colore comune è quello emesso dallo Zolfo-II, che come l'idrogeno è rosso.

Questa foto è secondo me molto istruttiva: fotografando una nebulosa (in questo caso M57) con un particolare strumento in grado di dividere nei vari colori la luce che proviene dallo spazio, ovvero uno spettroscopio, si ottiene un'immagine multipla dell'oggetto, una per ogni suo "colore":


Le immagini più luminose corrispondono alle lunghezze nelle quali la nebulosa emette più luce, e come potete vedere ci sono proprio le bande di emissione che vi ho nominato poco sopra!

Siccome le nebulose emettono sempre sulle stesse frequenze, semplicemente perché sono composte più o meno dagli stessi elementi, esistono in commercio dei filtri che permettono di isolare la luce proveniente da questi oggetti, tagliando almeno in parte quella che arriva dai lampioni. Sono degli strumenti molto utili specialmente per chi fa foto dalla città!

Sperando di aver risposto alle domande che forse vi siete posti sull'argomento, vi lascio con un'ultima curiosità: il principio che fa brillare le nebulose nell'universo è lo stesso che fa accendere le nostre lampade al neon. E' incredibile come una cosa così lontana in realtà si trovi così vicino a noi, non trovate? 


1 dicembre 2017

Alba su Copernico e volo radente su Pitagora

Vi ricordate di quel bel blog che parlava di disegno astronomico e osservazioni dal balcone di casa? Era proprio ben fatto, e il ragazzo che ci scriveva sopra era davvero simpatico!

Ebbene sì, esisto ancora. Esonero dopo esonero, fronte freddo dopo fronte freddo, serata con seeing orribile dopo serata con seeing orribile, rieccomi qui. In effetti non è stato un periodo troppo produttivo dal punto di vista astronomico e i pochi articoli che avevo scritto sono rimasti nelle bozze, perché, sapete, ho la crisi dello scrittore.

E' passato un sacco di tempo dall'ultimo disegno lunare qui pubblicato, e in effetti potreste storcere un po' il naso scoprendo che il mio ultimo "lavoro" ha come soggetto proprio lo stesso cratere della scorsa volta, Copernico. In effetti, il mio amore platonico per questa formazione lunare non si placa mai, quasi quanto quello che provo per i crateri quasi appena uscenti dalla notte lunare: è bellissimo pensare che se un astronauta si fosse trovato in quel luogo e in quel momento avrebbe visto la Terra brillare proprio sulla sua testa e il Sole sorgere dal ripido bordo del cratere, illuminando lentamente la pianura qualche kilometro più in basso dell'Oceanus Procellarum.



Per realizzare il disegno ho impiegato una mezz'ora abbondante a 222 ingrandimenti, con il mio fidato Celestron C8. L'ottimo seeing mi ha invogliato a tirar fuori la ASI 120 che mi è stata gentilmente prestata da un ricercatore dell'Osservatorio, un'ottima webcam astronomica per le riprese in alta risoluzione. Il risultato è stato questo:



Non male, tenendo conto della mia totale incompetenza nell'elaborazione di foto planetarie! Guardate quanti dettagli si vedono, e soprattutto quanto sono belle le delicate pieghe che percorrono le pianure circostanti, formazioni molto sfuggenti che possono vedersi soltanto con la luce radente. Sulla destra di Copernico, invece, c'è il cratere Eratostene, circondato da lunghe catene montuose.

Un altro disegno che volevo pubblicare, a più di due mesi dalla sua realizzazione, è quello del cratere Pitagora: questo cratere si trova al limite del lato visibile della Luna, che quindi si può osservare soltanto pochi giorni prima della Luna piena, sul lembo nord-occidentale del terminatore. La cosa che mi piace particolarmente di questo cratere è che a causa della sua posizione, con la luce giusta, sembra di volarci sopra: 



La vista mi ha ricordato questa foto scattata dalla sonda Kaguya, della JAXA, scattata però dall'orbita lunare.



Le ombre lunghissime proiettate dal picco centrale si allungano per decine di kilometri fino a toccare il bordo di Pitagora: basti pensare che questo cratere, da parte a parte, è largo 120 kilometri!

Sperando che Babbo Natale mi porti un Dicembre pieno di cieli sereni e di aria ferma, alla prossima osservazione!







18 settembre 2017

La NASA è cattiva e scatta le foto in bianco e nero


Leggendo i deprimenti commenti sotto le notizie di scienza su Facebook o gustandomi i più scandalosi articoli complottari sul web  mi sono imbattuto in un'obiezione piuttosto comune che, come sempre, sarebbe la prova che la NASA è malvagia e falsifica le foto, nascondendo ad esempio i veri colori di Marte.

Proprio loro: le foto in bianco e nero, nel 2017

Molti complottisti dicono che la NASA scatta di proposito delle foto in bianco e nero per non farci vedere, ad esempio, come Marte sia ricoperto di lussureggianti foreste. Sul serio, NASA? Fai complotti mondiali e ti fai sgamare così? Il mondo sta andando a rotoli! Ma partiamo dal principio: spesso sul web ci capita di vedere foto come quella qui sotto, di Saturno.

Crediti NASA - JPL/Caltech - Ian Regan
Belle colorate e suggestive, come ci piacciono tanto. Ma se facciamo un giro sulle gallerie delle foto RAW (ovvero grezze) della missione Cassini ci troviamo davanti questo:


Le foto sono tutte in bianco e nero, e non c'è traccia dei bellissimi colori di Saturno. Stanno forse cercando di nasconderci qualcosa?

"Ma davvero, NASA? Non solo falsifichi i colori, ma te ne vanti pure mettendo online tutte le foto originali scattate in bianco e nero? "

La questione è ovviamente meno misteriosa di quanto sembra e - spoiler - la NASA non nasconde i veri colori dei pianeti! Le foto sono effettivamente scattate in bianco e nero, ma c'è un motivo di fondo che sfugge ai complottisti: tutte le foto che scattiamo con qualunque apparecchio fotografico, sia esso una reflex o un cellulare, sono in origine immagini in bianco e nero! Questo perché un sensore digitale, che è praticamente un insieme di pezzettini di silicio che contano i fotoni che gli cadono addosso, non riconosce la lunghezza d'onda (quindi il colore) della luce che lo colpisce: semplicemente a ogni pixel viene assegnato un valore proporzionale al numero di fotoni raccolti che poi viene tradotto nella sua luminosità. Ma allora da quale stregoneria arrivano i colori?

Partiamo da queste tre foto: sono ovviamente in bianco e nero.


Se però coloriamo di rosso, blu e verde le tre foto e le sovrapponiamo in photoshop... Otteniamo l'immagine originale a colori!


Questa magia nera avviene perché davanti al sensore (che ricordo essere monocromatico) della fotocamera è presente una griglia di bayer: è una maschera composta da microscopici filtri colorati rispettivamente di rosso, blu e verde che sono posizionati davanti ai pixel in modo che questi possano catturare solamente fotoni di un colore specifico. 


Il risultato è un'immagine in bianco e nero della quale però sappiamo esattamente quali sono i pixel che hanno raccolto il rosso, quali hanno raccolto il verde e quali hanno raccolto il blu. Tramite un processo che si chiama "debayering" (che non è quello che ho fatto io con photoshop, ho semplicemente sovrapposto brutalmente le tre foto) si arriva quindi a un'immagine a colori naturali. Un effetto analogo si può ottenere scattando una foto con un sensore monocromatico al quale viene anteposto un filtro colorato. Scattando tre foto, una con filtro rosso, una con filtro blu e una con filtro verde e sovrapponendo i tre canali si ottengono le foto. Le sonde spaziali utilizzano proprio questa tecnica! Questa ad esempio è una foto di Saturno che ho elaborato per conto mio, prendendo i RAW da qui.





A questo punto potrebbe in effetti sorgere una domanda: perché non dotare le sonde spaziali di griglie di bayer in modo da non dover fare scatti separati? Ci sono un paio di motivi: per prima cosa la matrice di bayer impone di scattare in RGB, mentre con un sensore "nudo" si possono fare scatti anche con filtri diversi, che possono mettere in risalto dettagli differenti (guardate come si vede bene l'esagono di Saturno con un filtro metano II, ad esempio!)


In secondo luogo, usando la griglia di bayer si limita l'informazione che si può acquisire con una singola foto, perché i tre canali RGB non impiegano tutti i pixel che offre il sensore. Utilizzando un filtro esterno quindi si può massimizzare la risoluzione delle immagini, che non è poca cosa, visto che costruire un sensore ottimizzato per funzionare nello spazio è tutt'altro che facile o economico! Quindi, se nella vita di tutti i giorni un sensore con matrice di bayer è molto utile (in effetti sarebbe un po' scomodo avere sul cellulare una ruota portafiltri e dover scattare tre foto ogni volta che si vuole fotografare il proprio gatto), nell'esplorazione spaziale rappresenta invece un grosso limite, anche perché Saturno è decisamente meno imprevedibile di un gatto poco fotogenico.

In conclusione spero di aver soddisfatto la vostra curiosità, nel caso vi foste mai chiesti perché le foto grezze sono state scattate in bianco e nero. Nel caso foste dei complottisti, invece, vi do un consiglio da amico: smettetela di usare questa cosa come argomentazione, che fate solo brutte figure!