Scienza

L'oroscopo scientifico del 2011

Quali saranno le scoperte scientifiche più sorprendenti dell'anno? Tra automobili volanti, nuove Terre e mammut lanosi, scopri che cosa bolle in pentola nel mondo della ricerca.

Sorvolare la città a bordo di un'automobile volante. Spedire in ufficio il proprio avatar virtuale. Brevettare il primo vaccino universale, trovare la copia spiaccicata del pianeta Terra e poter finalmente accarezzare un morbido - ma soprattutto, vivo! - mammut lanoso. Vi sembrano visioni al limite della fantascienza? Eppure quello che avete appena letto potrebbe realizzarsi a breve, se non addirittura quest'anno. Che cosa ci riserva, in termini scientifici, il 2011? Per avere un'anteprima di ciò che bolle in pentola non perdetevi le nostre particolarissime previsioni. Un oroscopo speciale, che non si basa sulle stelle ma sulle più promettenti novità in ambito spaziale, tecnologico, fisico, medico e genetico annunciate dalla comunità scientifica internazionale.

(Nuova) Terra in vista!
L' "esploratore" interstellare Kepler si sta dando parecchio da fare: dall'inizio della sua missione ha individuato circa 1235 candidati pianeti extrasolari (la cui natura è ancora da verificare) ed è di poche settimane fa l'annuncio della scoperta di un nuovo "Sistema Solare" con 6 corpi celesti orbitanti intorno a una stella situata a 2 mila anni luce da noi . Ma se tra i suoi maggiori traguardi per il 2010 figura il ritrovamento di Gliese 581 g , un pianeta potenzialmente abitabile con massa corrispondente a quella di 3-4 Terre, quest'anno il telescopio spaziale potrebbe addirittura scoprire un pianeta esosolare "gemello" del nostro per dimensioni e temperatura. Secondo gli esperti dell'Università della California, gli stessi che per primi hanno ipotizzato l'esistenza di Gliese 581 g, abbiamo l'82% di probabilità di conoscere questo "nuovo mondo" prima della fine del 2011. Le previsioni si basano su modelli matematici che tengono conto del cosiddetto indice di abitabilità dei pianeti già scoperti: una stima della temperatura media e delle dimensioni dei corpi celesti (ma non delle condizioni atmosferiche).

I soliti ignoti
I prossimi mesi promettono grandi scoperte anche per quello "spicchio" di cosmo che ci sembra di conoscere già. Il 18 marzo la sonda della Nasa Messenger aggancerà l'orbita del pianeta più piccolo e interno del Sistema Solare: Mercurio. Tra gli obiettivi della missione, studiare la densità, la storia geologica, la composizione e il campo magnetico del corpo celeste (che ha polarità uguale a quello terrestre, pur essendo 100 volte più debole). Ma anche fare luce sull'origine delle profonde faglie - alcune alte anche più di un chilometro - presenti sulla sua superficie, causate secondo alcune teorie da un fenomeno di compressione in seguito al raffreddamento e alla contrazione della crosta.
Ad agosto partirà invece Juno, per una "crociera" di 5 anni alla volta di Giove. La sonda cercherà tracce di acqua nell'atmosfera del pianeta e ne analizzerà attentamente il campo magnetico. Meno solitario, invece, sarà il tragitto delle sonde gemelle della missione della Nasa GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory), che orbiteranno in tandem intorno alla Luna per studiare meglio il suo campo gravitazionale.
Ma c'è anche chi si sta attrezzando per un viaggio più lungo: è previsto per novembre il lancio di Mars Science Laboratory, un rover attrezzato da "laboratorio portatile" che con i suoi 65 chili di strumentazione scientifica analizzerà campioni di rocce e terreno del Pianeta Rosso. Chi su Marte ci è già arrivato - almeno virtualmente - è l'equipaggio di Mars500 , che sempre a novembre dovrebbe finalmente fare "ritorno" sulla Terra e uscire dall'isolamento forzato.

Largo ai privati!
E se questo potrebbe essere (ma il condizionale è d'obbligo!) l'anno del definitivo pensionamento degli Space Shuttle - l'ultima missione, quella dell'STS-135 Atlantis, è programmata per il 28 giugno - i prossimi mesi segneranno anche la definitiva ascesa dei privati nella "corsa" spaziale. Alla fine del 2010 la società californiana Space X ha lanciato con successo in orbita la capsula Dragon, per poi farla dolcemente paracadutare nell'oceano. Se anche il secondo e il terzo test dovessero andare a buon fine, questo "taxi" progettato per trasportare rifornimenti e uomini, potrebbe presto entrare in servizio. Alla Orbital starebbero lavorando a un veicolo spaziale delle dimensioni di circa un quarto dello Shuttle, mentre verso la fine dell’anno potrebbero già partire i primi voli passeggeri dello SpaceShipTwo, il gioiellino per viaggi suborbitali della Virgin Galactic (sali a bordo per un viaggio virtuale!).
Guarda anche le foto dei veicoli spaziali del futuro

Sguardi puntati sull'Universo
Ben piantato a Terra, ma con l' "occhio" sempre rivolto verso il cielo, sarà invece il Victor M. Blanco, un telescopio del diametro di 4 metri situato nell'Osservatorio di Cerro Tololo, in Cile. Con la sua fotocamera a 570 megapixel di risoluzione catturerà la luce di 300 milioni di galassie, a caccia di tracce di energia oscura, la forza misteriosa che sta causando la progressiva espansione dell'Universo. Andrà invece in cerca di nuovi tipi di particelle l'Alpha Magnetic Spectrometer, un rilevatore orbitante che studierà i raggi cosmici per captare eventuali segni di antimateria e materia oscura. Progettato all'interno di una collaborazione internazionale che vede l'Italia, con l'Agenzia Spaziale Italiana, tra i primi contributori, sarà portato sulla ISS dallo Shuttle Endeavour ad aprile.

Sulle tracce del supervaccino
Nel 2009 ha scatenato il panico diffondendosi su scala mondiale, ma ora il virus dell'influenza A/H1N1 potrebbe rivelarsi una chiave d'accesso preziosa al sogno di ogni infettivologo: un vaccino "universale" che protegga da un’ampia gamma di ceppi influenzali. Un gruppo di scienziati dell'Università di Chicago e della Emory University di Atlanta (USA) ha scoperto che 9 adulti tra i 20 e i 30 anni colpiti due anni fa dal famigerato virus hanno sviluppato geni capaci di produrre anticorpi ad ampio spettro, efficaci cioè contro una varietà di malanni: tra questi, tutte le varianti stagionali di H1N1 degli ultimi 10 anni, un ceppo di influenza aviaria (H5N1) e persino l'influenza spagnola, che tra il 1918 e il 1919 provocò la morte di almeno 50 milioni di persone nel mondo. La prova che quando stimolato con il giusto antigene, il corpo umano dimostra di sapersi difendere come si deve. Quello di un vaccino universale che consenta di evitare la produzione di micro vaccinazioni attive solo contro singoli ceppi influenzali è un obiettivo che gli addetti ai lavori inseguono da tempo. Ma anche se questo è un buon punto di partenza, per realizzare questo vaccino "definitivo" occorreranno forse 5-10 anni, come spiega Patrick Wilson, tra gli autori dello studio (pubblicato a gennaio su The Journal of Experimental Medicine).

Cure per tutti
A proposito di vaccini, il gruppo GAVI (The Global Alliance for Vaccines and Immunisation) una partnership internazionale che ha lo scopo di garantire l'accesso all’immunizzazione ai bambini dei paesi in via di sviluppo, ha annunciato che distribuirà un vaccino contro il battere dello pneumococco in 19 nazioni entro l'estate 2011, con lo scopo di raggiungerne 40 entro il 2015. Questa infezione, si legge sul sito dell'organizzazione, è responsabile ogni anno della morte di 500 mila bambini nei paesi poveri dell'Asia e dell'Africa Sub sahariana e la campagna potrebbe salvare la vita di circa 700 mila persone da qui al 2015.
All'orizzonte potrebbe esserci forse anche una nuova arma contro la malaria. Almeno così farebbero sperare i risultati di uno studio pubblicato a gennaio sulla rivista scientifica The Lancet. Un vaccino sperimentale somministrato a 447 bambini di Kenya e Tanzania, dai 5 ai 17 mesi di età, ha ridotto del 46% le probabilità di contrarre la malaria nei 15 mesi successivi.

Battiti artificiali
Chi soffre di gravi patologie cardiache alla fine di quest'anno potrebbe vedere accendersi una speranza in più. La società francese Carmat si è detta pronta a impiantare per la prima volta nel corpo di un paziente un cuore artificiale, fatto di tessuti sintetici e animali, che riproduce il movimento del muscolo cardiaco grazie a due motori elettrici in miniatura. Il dispositivo peserà 900 grammi, avrà un'autonomia di oltre 12 ore (nel modello più avanzato) e sarà alimentato da un sistema di induzione elettromagnetica o attraverso una specie di spinotto impiantato dietro all'orecchio del paziente. Quello della Carmat non è il primo cuore artificiale: la compagnia statunitense SynCardia ne produce già uno provvisorio come "ponte" verso il trapianto, e la connazionale Abiomed realizza un cuore artificiale utilizzato unicamente "per scopi umanitari". Un cuore artificiale permanente infine, è stato impiantato con successo su un 15enne italiano lo scorso settembre da un'equipe dell'ospedale Bambin Gesù a Roma.
Fabbricare un cuore... in laboratorio: guarda il video

Programmate per guarire
L'anno che è appena iniziato sarà ricordato, secondo gli esperti, per un grande balzo in avanti nello studio delle applicazioni delle cellule staminali. I ricercatori hanno imparato a riprogrammare alcune cellule umane in staminali pluripotenti, in grado di dare origine a qualunque tipo di tessuto corporeo (in futuro, per esempio, potrebbe essere possibile creare spermatozoi dalla pelle). Queste cellule altamente versatili potrebbero essere utilizzate sempre di più per studiare condizioni mediche per le quali non esiste ancora un modello animale - come per esempio, alcuni disagi psichiatrici - o per testare nuovi farmaci. Altri tipi di staminali, quelle di origine embrionale, saranno presto utilizzate da alcune compagnie statunitensi specializzate in biotecnologie per rimpiazzare cellule danneggiate da particolari patologie come forme di degenerazione delle cellule della retina (Advanced Cell Technology, Massachusetts), o lesioni al midollo spinale (Geron Corporation, California). La sperimentazione in questo campo, tuttavia, suscita ampie controversie, trattandosi di cellule prelevate da embrioni utilizzati appositamente a scopo di ricerca.

Geni umani… e non solo
I prossimi mesi si preannunciano particolarmente decisivi anche per alcuni ambiti di indagine genetica. Lo studio del genoma umano hanno rivelato finora una serie di connessioni tra diverse malattie e specifiche componenti del DNA, ma poco si sa circa i legami biochimici esistenti tra queste associazioni. Capire in che modo le alterazioni genetiche influiscano sulle condizioni di salute potrebbe rivelarsi di cruciale importanza per studiare possibili terapie. I settori in cui la ricerca sembra per ora, promettere i migliori risultati riguardano i disturbi del metabolismo, il diabete e l'obesità.
Le conoscenze in ambito genetico saranno sfruttate anche per applicazioni che poco hanno a che vedere con l' "umano". Un'equipe di ricercatori della Kyoto University ha annunciato all'inizio di quest'anno di avere in programma niente meno che la resurrezione del mitico mammut lanoso. I ricercatori hanno messo a punto una nuova tecnica di estrazione del DNA che permetterebbe di prelevare il nucleo di una cellula uovo di mammut senza danneggiarlo. Finora infatti il ghiaccio e le rigide temperature che hanno preservato finora il corpo di alcuni esemplari di mammut ne hanno anche danneggiato notevolmente il genoma rendendone difficile l'utilizzo. Impiantando il nucleo nella cellula uovo di un elefante si otterrebbe un embrione con il corredo genetico di un mammut, da far crescere successivamente nell'utero di un'elefantessa. L'operazione ha solo il 30% di possibilità di riuscita e andrebbe incontro a una miriade di ostacoli: non ultimo, riuscire a far partorire a una femmina di elefante un cucciolo dalle fattezze decisamente diverse. Fortunatamente l'incontro con il primo esemplare di mammut lanoso dopo l'ultima Era Glaciale non rientra tra le previsioni più probabili per il 2011: per riportare in vita il peloso mammifero - e provare a capire quali circostanze lo portarono all'estinzione - potrebbero occorrere almeno 5 o 6 anni.

Dribblare gli ingorghi, godersi una veduta panoramica della città e salutare dall'alto i colleghi rimasti imbottigliati nel traffico. Il sogno di chi lavora lontano da casa sarà in commercio entro fine anno: si chiama Transition Roadable Aircraft ed è la prima vera automobile volante, progettata da una compagnia statunitense dal nome più che evocativo Terrafugia (fuga dalla Terra!).
In soli 20 secondi la vettura biposto dispiega le ali e si prepara a spiccare il volo dall'aeroporto più vicino. Il bolide raggiunge una velocità massima di 185 chilometri all'ora ed è pilotabile dopo un corso di 20 ore di volo. Di fantascientifico per ora, c'è solo il prezzo: tra i 149 e i 191 mila euro (ma il costo ufficiale non è ancora noto).
Guarda Transition in azione:



Aerei "bio"
E se le macchine si fanno crescere le ali, gli aerei non stanno certo a guardare e si concentrano sul loro punto debole: le emissioni dannose. La compagnia tedesca Lufthansa ha annunciato che ad aprile decolleranno i primi voli di linea "verdi". Un Airbus alimentato per il 50% a biocarburante viaggerà per 6 mesi sulla rotta Amburgo-Francoforte per permettere agli esperti di verificare gli effetti del biocombustibile sulla manutenzione dei motori. Il tutto a beneficio dei nostri polmoni: in base alle stime saranno risparmiate così circa 1.500 tonnellate di CO2. È poi di questi giorni l’annuncio di Alitalia di aver siglato un accordo con la società Solena per la conversione dei rifiuti solidi urbani in biocarburante per aerei. Obiettivo, ridurre le emissioni dannose del 96%: un progetto analogo è già partito anche in Gran Bretagna: per vedere la prima flotta di "aerei a spazzatura", però, si dovrà aspettare probabilmente fino al 2014.

Al posto del pieno... attacca la presa!
Tornando con i piedi per terra, l'anno che è appena iniziato segnerà, secondo gli esperti, il boom definitivo delle auto elettriche. Due importanti fattori, la produzione di batterie a lunga durata e la crisi dell'industria automobilistica tradizionale negli Stati Uniti, stanno infatti favorendo la produzione di vetture capaci di viaggiare a lungo con una sola carica. Come Mitsubishi i-MIEV, una city car di produzione giapponese, a breve sul mercato europeo, alimentata da una batteria al litio che garantisce un'autonomia di 160 chilometri: abbastanza per andare da casa all'ufficio, o concedersi una breve gita fuori porta.
Domande, risposte e curiosità sulle auto più "amiche" dell'ambiente

Oggi non ne ho voglia: ci vai tu al posto mio?
Delle auto comunque, si potrà presto fare a meno: in ufficio a breve ci potrebbe finire il vostro avatar robotico. La compagnia californiana Anybots ha creato un piccolo androide chiamato QB che non vede l'ora di interagire con i colleghi al posto vostro. Immaginatelo come una sorta di Skype semovente comandabile via web: dotato di due webcam al posto degli occhi, il robottino dribbla con abilità libri e scrivanie, permettendo al suo corrispettivo in carne ed ossa di esplorare il posto di lavoro e parlare con i collaboratori via video (il monitor si trova sulla fronte del piccolo stakanovista). Questa alternativa costosa - 11 mila euro circa - e interattiva alle solite video-conferenze sarà disponibile in autunno, con buona pace del vostro principale.
Guarda QB all'opera:



Network a misura di androide
Per permettere ai nostri alterego in silicio di comunicare tra loro, e non solo con gli "umani", sono da poco partiti i lavori per la realizzazione di RoboEarth, un grande cyberspazio che consentirà ai robot di scambiarsi informazioni in merito alle conoscenze acquisite migliorando continuamente anche grazie all'esperienza degli altri androidi "connessi". Nei prossimi 4 anni un gruppo di ricercatori del Politecnico Federale svizzero di Zurigo lavorerà a una rete di informazioni sul modello di Wikipedia riservata agli umanoidi: quando uno di loro avrà appreso un'abilità, potrà condividerla con le altre macchine, che accederanno così a quella particolare conoscenza pur non essendo state programmate per quello scopo.

Internet: crescita senza limiti?
E a proposito di reti, alla vigilia del nuovo anno gli esperti si sono interrogati sulle dinamiche di espansione mondiale del World Wide Web. Nonostante la diffusione, nei paesi occidentali, di modalità sempre più intuitive di accesso al web (iPad, computer touchscreen, smartphone), in questo momento solo il 20% della popolazione che vive in aree in via di sviluppo è online. Il numero di utenti mondiali "connessi", quindi, è destinato sicuramente a salire nei prossimi decenni. Ma questa crescita sarà sempre esponenziale? O la diffusione di Internet è destinata a "frenarsi", prima o poi? Alcuni ricercatori avevano ipotizzato che nel 2011 la domanda di accesso al web avrebbe raggiunto il cosiddetto "punto di flesso" - il momento, cioè, in cui la curva di crescita inizia a scendere e il numero complessivo di nuovi user registrati, pur continuando ad aumentare, si dimostra per la prima volta inferiore all'anno precedente. In base ad alcuni calcoli statistici pubblicati sul settimanale NewScientist, tuttavia, questo punto di non ritorno si raggiungerà soltanto nel 2013 (ammettendo che il 100% della popolazione mondiale possa usufruire di un accesso alla rete). Se invece si calcola che solo l'80% del totale sia interessato a questo servizio, il punto di flesso potrebbe essere raggiunto prima, nel 2012.

LHC, la caccia continua
Gli apocalittici dell'ultima ora presto avranno un motivo (pretestuoso) in più per temere il dicembre 2012. Il Large Hadron Collider del CERN di Ginevra, inizialmente programmato per fare una pausa al termine di quest'anno, proseguirà invece i suoi lavori fino alla fine del prossimo. Un prolungamento che fa ben sperare: in questo arco di tempo ci sarà infatti la «concreta possibilità di scoprire o escludere la presenza del Bosone di Higgs», ha affermato il fisico italiano Guido Tonelli, coordinatore internazionale di uno degli esperimenti. Tra i principali obiettivi dei prossimi mesi ci sarà quello di verificare la teoria della "supersimmetria", che prevede l'esistenza di una particella, il neutralino, che ha tutte le carte in regola per essere il tanto atteso e misterioso costituente della materia oscura.

Particelle cosmiche… imprigionate nei ghiacci
Ad aprile dovrebbe iniziare a funzionare a pieno regime anche il telescopio più strano del mondo: IceCube, un insieme di 5 mila rilevatori grandi come palloni da basket, non protesi verso il cielo ma... conficcati nei ghiacci Antartici, a una profondità compresa tra i 1400 e i 2400 metri. L'osservatorio internazionale avrà il compito di far luce sull'origine dei neutrini, particelle elementari sprigionate da eventi cosmici altamente energetici (come le supernove) che "bersagliano" il nostro pianeta senza che ce ne accorgiamo. Questi minuscoli "proiettili" celesti sono privi di carica elettrica, ma quando nel loro tragitto incontrano un atomo si sprigiona una "scintilla" di particelle cariche, il muone: questa alterazione verrà captata dai rilevatori di IceCube in un ambiente, quello dei purissimi ghiacci antartici, trasparente alla luce e privo di radioattività, quindi particolarmente adatto a tali osservazioni.

Un archivio climatico sotto Terra
Sempre nei ghiacci, ma questa volta della Groenlandia, hanno scavato gli scienziati del progetto NEEM (North Greenland Emian Ice Drilling) per la ricostruzione climatica del Periodo Eemiano, un'era interglaciale compresa tra i 130 e i 115 mila anni fa. Un gruppo di ricercatori provenienti da 14 paesi tra cui USA, Svizzera, Regno Unito e Germania, diretti dalla ricercatrice danese Dorthe Dhal-Jensen, ha concluso la scorsa estate un'operazione di estrazione di 2 chilometri e mezzo di carote di ghiaccio in cui sarebbero custodite preziose informazioni - come bolle di gas, impurità e materiale biologico - su questo periodo climatico, quando le temperature erano un po' più elevate rispetto a quelle attuali (+ 3-5 °C in Groenlandia) e il livello del mare superiore di 5-7 metri. All'epoca il riscaldamento fu causato da una variazione dell'eccentricità dell'orbita terrestre e non da fattori umani. Ma comprendere le modificazioni ambientali del tempo potrebbe aiutarci a far fronte alle rivoluzioni climatiche che il futuro ha in serbo per noi.
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19 febbraio 2011
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