Il rumore primordiale: la radiazione cosmica di fondo - Pensiero Critico

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Il rumore primordiale: la radiazione cosmica di fondo

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Il punto chiave

Il 'rumore', genericamente considerato privo di senso, con la scoperta della radiazione cosmica di fondo si trasforma, paradossalmente, nella più pregnante espressione di senso.

Antenna di Penzias e Wilson
Radiazione cosmica
Penzias e Wilson ottennero nel 1978 il Nobel per la fisica.
Radiazione cosmica di fondo
Mapping the UNIVERSE to the Beginning of TIME
Radiazione Cosmica di fondo catturata dal satellite WMAP
La scoperta involontaria del rumore primordiale

La radiazione cosmica di fondo è il residuo della radiazione prodotta dal Big Bang che ancora pervade l'Universo. Già prevista teoricamente da diversi astronomi, venne scoperta in modo involontario nel 1965 dagli ingegneri A. Penzias e R. Wilson, dei Laboratori Bell, che erano impegnati a scoprire la causa di un eccesso di rumore misurato su un'antenna per telecomunicazioni su cui stavano lavorando. La storia di questa scoperta è stata descritta da Corrado Ruscica nel libro 'L'Universo Infante' (Macro Ebook), del quale riportiamo il brano che descrive le condizioni della scoperta:

La radiazione fossile prevista dal modello di Lemaître, ossia l’eco della grande esplosione iniziale dovuta al Big Bang e che aveva dato origine all’Universo, doveva essere là fuori e sarebbe stata misurata. Dicke, sostenitore della teoria di Lemaître, persuase i suoi colleghi a costruire un radiometro al fine di misurare la temperatura dello spazio. Intanto, le notizie di questo esperimento circolavano tra gli scienziati e persino gli ingegneri americani Arno Penzias e Robert Wilson ne erano venuti a conoscenza. A quell’epoca Penzias e Wilson, due ingegneri della compagnia telefonica “Bell Laboratories”, erano impegnati a perfezionare il sistema di comunicazioni satellitari nel New Jersey. Essi, utilizzando un’antenna a tromba, cioè una specie di ricevitore di segnali radio basato sul principio del radiometro di Dicke, notarono la presenza di un ‘rumore costante’ simile a quello su un canale che non trasmette. In altre parole, i due ingegneri avevano trovato qualcosa di anomalo, cioè la presenza di un disturbo radio che non doveva esserci. Essi, perciò, misurarono un segnale persistente avente una lunghezza d’onda di 7,35 centimetri che si originava al di fuori della Via Lattea e che corrispondeva ad un eccesso di temperatura d’antenna di circa 3,5 gradi Kelvin. Dunque la domanda era: cos’era quel disturbo e, soprattutto, da dove proveniva? Si trattava, forse, di un segnale terrestre proveniente dalla vicina New York, o di un segnale proveniente da un aeroplano o, ancora, di un segnale dovuto agli escrementi degli uccelli depositati all’interno dell’antenna? In realtà, Penzias e Wilson notarono che quel rumore misterioso proveniva da ogni direzione del cielo, era ovunque. Dopo aver ricevuto una telefonata dai due ingegneri, Dicke esclamò una famosa frase: “Ragazzi, l’abbiamo trovata".


Cos'è il rapporto segnale/rumore

In tutte le misure fisiche la precisione associata alla misura è altrettanto importante quanto la misura stessa. La precisione è misurata dall’indeterminazione (errore) associata alla misura. Per motivi storici l’errore associato alle misure elettriche ed elettroniche è chiamato Rumore (Noise) con evidente riferimento al “disturbo”
associato alla ricezione di un segnale elettrico. La qualità di una misura è definita in termini di errore percentuale, ovvero del rapporto tra l'errore e il valore della misura stessa: minore è questo rapporto migliore è la misura. Normalmente si utilizza l’inverso di questa quantità, ovvero il rapporto tra Segnale e Rumore, normalmente scritto S/N (Signal to Noise, o anche SNR, Signal to Noise Ratio). Maggiore è il rapporto S/N migliore è la misura. Il rapporto Segnale/Rumore o più comunemente SNR (Signal to Noise Ratio) è il parametro più utilizzato per misurare la qualità della trasmissione dell’informazione. Benchè sia nato in ambito analogico, esso è utilizzato anche in ambito digitale dato che, seppure in modo non-lineare, può essere riportato ad esso anche l’errore digitale di trasmissione o BER (Bit-Error-Rate).

Rapporto Segnale/Rumore
Signal noise rate
Bibliografia (chi fa delle buone letture è meno manipolabile)
Cosa si può fare per diventare "pensatori critici"
E' stato ampiamente dimostrato negli ultimi 30-40 anni da parecchi psicologi tra i quali Amos Tversky, Daniel Kahneman, Gerd Gigerenzer e altri, che l'essere umano crede di essere razionale ma non lo è. Quando un individuo si trova a prendere decisioni in condizioni di incertezza il più delle volte usa un "pensiero intuitivo" facendo ricorso alle euristiche, cioè a scorciatoie mentali maturate nel corso dell'evoluzione. Nella maggior parte delle situazioni della vita quotidiana le decisioni euristiche si rivelano giuste ma in situazioni più complesse, apparse solo con la modernità, le euristiche portano a distorsioni del giudizio (bias) che danno luogo a decisioni errate.
Secondo Daniel Kahneman (pp.464-465 di Pensieri lenti e veloci - Mondadori) il nostro pensiero intuitivo non è facilmente educabile e ostacola il riconoscimento dei segnali ambientali che in certi casi renderebbero necessario il passaggio a un pensiero razionale e critico. Un osservatore esterno è sempre meno coinvolto emotivamente di colui che prende decisioni e compie azioni. Occorre quindi impegnarsi a costruire una "società critica", nella quale ci siano "osservatori critici" che sappiano avvertirci dei pericoli insiti in certe situazioni decisionali. Questo è un compito primario delle Istituzioni che devono investire in programmi di formazione al "pensiero critico" degli educatori scolastici. A livello individuale, ecco alcune attività perseguibili:

  1. Atteggiamento critico: sforzarsi di assumere un atteggiamento critico contrastando la tendenza umana innata di saltare subito alle conclusioni e prendere decisioni impulsive. Per approfondire andare alla pagina: Atteggiamento critico 
  2. Lettura: diversi studi confermano che l'attività di lettura migliora l'attività del cervello contrastando i deficit cognitivi e l'invecchiamento cerebrale. Per approfondire andare alla pagina: Lettura e Cervello. Inoltre, il  miglioramento cerebrale viene potenziato dalla lettura critica dei testi (non narrativi). 
  3. Apprendimento linguistico: recenti studi hanno confermato che imparare lingue diverse dalla propria (anche in età avanzata) migliora il rendimento cerebrale. Per approfondire andare alla pagina: Bilinguismo e incremento cognitivo

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Pagina aggiornata il 14 maggio 2014

 
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