7 Domande semplici senza risposte

7 Domande semplici senza risposte

Misteri mondani

Chiedete a un fisico il raggio del buco nero al centro della galassia e vi dirà più di quanto volevate sapere. Chiedetele come funziona una bicicletta e farà spallucce. Potrebbe sorprenderti sapere che gli scienziati non hanno spiegazioni per alcune delle domande più semplici che potresti pensare di fare. Continua a leggere per un assaggio delle molte domande apparentemente banali a cui nessuno sa rispondere.

Perché i gatti fanno le fusa?

Dai gatti domestici ai ghepardi, la maggior parte delle specie feline produce una vocalizzazione “simile alle fusa”, secondo l’Università della California, Davis, professore veterinario Leslie Lyons. I gatti domestici fanno le fusa in una serie di situazioni – mentre allattano i loro cuccioli, quando sono accarezzati dagli umani, e anche quando sono stressati. Sì, avete letto bene: I gatti fanno le fusa sia quando sono felici che quando sono infelici. Questo ha reso il capire la funzione delle fusa una lotta in salita per gli scienziati.

Una possibilità è che promuove la crescita delle ossa, ha spiegato Lyons in Scientific American. Le fusa contengono frequenze sonore tra i 25 e i 150 Hertz, e i suoni in questa gamma hanno dimostrato di migliorare la densità ossea e promuovere la guarigione. Poiché i gatti conservano l’energia dormendo per lunghi periodi di tempo, le fusa potrebbero essere un meccanismo a basso consumo energetico per mantenere i muscoli e le ossa sane senza usarli effettivamente. Tuttavia, questa teoria provvisoria non spiega perché i gatti fanno le fusa nelle situazioni in cui le fanno. “Sono abbastanza sicuro che questo rimarrà un mistero ancora non può ottenere i gatti a parlare di esso non importa quanto duramente ci provo”, Lyons ha detto Life’s Little Mysteries.

Come funzionano le biciclette?

Siamo andati in bicicletta per circa un secolo, pensando che qualcuno là fuori sapesse come, esattamente, funzionavano. Ma, a quanto pare, nessuno lo sapeva. E ancora non lo fanno.

Le biciclette possono stare in piedi da sole, finché si muovono in avanti; questo perché ogni volta che una bicicletta in movimento inizia ad inclinarsi, il suo asse di sterzo (il palo attaccato al manubrio) gira nella direzione opposta, inclinando la bicicletta di nuovo in posizione verticale. Questo effetto riparatore è stato a lungo ritenuto il risultato di una legge della fisica chiamata conservazione del momento angolare: Quando la bicicletta traballa, l’asse perpendicolare alla direzione di rotazione delle sue ruote minaccia di cambiare, e la bicicletta si autocorregge per “conservare” la direzione di quell’asse. In altre parole, la bicicletta è un giroscopio. Inoltre, l'”effetto scia” è stato pensato per aiutare a mantenere le biciclette stabili: Poiché l’asse dello sterzo colpisce il terreno leggermente davanti al punto di contatto a terra della ruota anteriore, la ruota è costretta a seguire lo sterzo del manubrio.

Ma recentemente, un gruppo di ingegneri guidati da Andy Ruina della Cornell University ha rovesciato questa teoria della locomozione della bicicletta. La loro indagine, dettagliata in un articolo del 2011 sulla rivista Science, ha dimostrato che né gli effetti giroscopici né quelli della scia sono necessari per far funzionare una bicicletta. Per dimostrarlo, gli ingegneri hanno costruito una bicicletta personalizzata che non poteva sfruttare nessuno dei due effetti. La bicicletta è stata progettata in modo che ciascuna delle sue ruote ruotasse una seconda ruota sopra di essa nella direzione opposta. In questo modo, la rotazione delle ruote si annullava e il momento angolare totale della bicicletta era zero, cancellando l’influenza degli effetti giroscopici sulla stabilità della bicicletta. Il punto di contatto a terra della bici personalizzata era anche posizionato davanti al suo asse di sterzo, distruggendo l’effetto scia. Eppure la bici funzionava.

Gli ingegneri sanno perché: hanno aggiunto masse alla bici in posti scelti per permettere alla gravità di causare l’autosterzo della bici. Ma il lavoro ha mostrato che ci sono molti effetti che vanno nella stabilità delle biciclette – compresi gli effetti giroscopici e di scia nel caso di biciclette che li hanno – che interagiscono in modi estremamente complessi.

“Le interazioni complesse non sono state elaborate. Il mio sospetto è che non ne verremo mai a capo, ma non lo so per certo”, ha detto Ruina a Life’s Little Mysteries.

Perché accadono i fulmini?

Sappiamo perché i fulmini colpiscono: Succede perché le cariche elettriche positive si accumulano vicino alle cime delle nuvole temporalesche e le cariche negative si accumulano nella parte inferiore. L’attrazione elettrica tra queste cariche opposte, e tra le cariche negative e le cariche positive che si accumulano sul terreno sottostante, alla fine diventa abbastanza forte da superare la resistenza dell’aria al flusso elettrico. Le cariche improvvisamente sparano l’una verso l’altra e si collegano, completando un circuito elettrico e innescando un lampo di “fulmine” mentre le cariche sparano lungo il circuito che hanno formato.

Ma perché le cariche opposte si accumulano in parti diverse delle nuvole?

È un argomento di grande dibattito teorico. Una teoria sostiene che quando le particelle di ghiaccio all’interno di una nuvola si scontrano, tendono a rompersi in particelle più piccole con carica positiva e particelle più grandi con carica negativa. La gravità spinge le particelle più grandi, caricate negativamente, verso il basso, e le correnti ascensionali sollevano le particelle più piccole, caricate positivamente, creando uno squilibrio. Ma i valori misurati dei campi elettrici nelle nuvole temporalesche non sembrano corrispondere a quelli che gli scienziati si aspetterebbero come risultato di questo processo. Un’altra teoria sostiene che gli elettroni ad alta energia forniti dai raggi cosmici dallo spazio sparano giù attraverso la nuvola, spogliando gli elettroni più carichi negativamente mentre vanno e trascinandoli verso il fondo della nuvola, causando lo squilibrio di carica. Qual è la spiegazione giusta? La giuria degli scienziati dei fulmini non ha ancora deciso.

Perché le falene sono attratte dalle luci?

“Guarda! Quella falena è volata dritta in quella lampadina ed è morta! Lo vediamo accadere così spesso che è più probabile invocare sbadigli che discussioni. Ma, sorprendentemente, la ragione delle picchiate suicide di questi insetti rimane un mistero totale. Le migliori ipotesi della scienza sul perché lo fanno non sono nemmeno molto buone.

Alcuni entomologi credono che le falene zoomino verso le fonti di luce artificiale perché le luci mettono fuori uso i loro sistemi di navigazione interna. In un comportamento chiamato orientamento trasversale, alcuni insetti navigano volando con un angolo costante rispetto a una fonte di luce lontana, come la luna. Ma intorno alle luci artificiali, come un falò o la luce della veranda, l’angolo rispetto alla fonte di luce cambia quando una falena vola. Jerry Powell, un entomologo dell’Università della California, Berkeley ha detto che il pensiero è che le falene “vengono abbagliate dalla luce e sono in qualche modo attratti.”

Ma questa teoria corre in due grandi ostacoli, Powell ha spiegato: In primo luogo, i falò esistono da circa 400.000 anni. La selezione naturale non avrebbe ucciso le falene il cui istinto dice loro di fare i kamikaze ogni volta che si sentono accecate dalla luce? In secondo luogo, le falene potrebbero anche non usare la navigazione trasversale; più della metà delle specie non migrano nemmeno.

Anche le teorie alternative sono piene di buchi. Per esempio, una sostiene che le falene maschio sono attratte dalla luce infrarossa perché contiene alcune delle stesse frequenze luminose emesse dai feromoni delle falene femmina, o ormoni sessuali, che brillano molto debolmente. In breve, le falene maschio potrebbero essere attratte dalle candele con la falsa convinzione che le luci siano femmine che inviano segnali sessuali. Tuttavia, Powell fa notare che le falene sono più attratte dalla luce ultravioletta che da quella infrarossa, e l’UV non assomiglia affatto ai feromoni luminosi.

Morti di falene: non così sbadiglianti come si potrebbe pensare.

Perché ci sono mancini (e destri)?

Un decimo delle persone ha una migliore destrezza motoria usando gli arti sinistri rispetto ai destri. Nessuno sa perché questi mancini esistano. E nessuno sa perché esistano anche i destri, se è per questo. Perché le persone hanno solo una mano con abilità motorie di prim’ordine, invece di una doppia dose di destrezza?

Una teoria sostiene che la destrezza deriva dall’avere un cablaggio più intricato sul lato del cervello coinvolto nel linguaggio (che richiede anche abilità motorie fini). Poiché il centro del linguaggio di solito si trova nell’emisfero sinistro del cervello – il lato collegato al lato destro del corpo – la mano destra finisce per essere dominante nella maggior parte delle persone. Per quanto riguarda il motivo per cui il centro del linguaggio di solito (ma non sempre) finisce nella parte sinistra del cervello, questa è ancora una questione aperta.

La teoria sul centro del linguaggio che controlla la manualità riceve un grosso colpo dal fatto che non tutte le persone destre controllano il linguaggio nell’emisfero sinistro, mentre solo la metà dei mancini lo fa. Quindi, cosa spiega quei mancini i cui centri del linguaggio risiedono nella parte sinistra del loro cervello? È tutto molto perplesso.

Perché lo sbadiglio è contagioso?

L’anno scorso dei ricercatori austriaci hanno vinto un premio Ig Nobel per aver scoperto che gli sbadigli non sono contagiosi tra le tartarughe dai piedi rossi.

Sappiamo così tanto sulle tartarughe, ma lo sbadiglio umano? Ancora un enigma. La vista delle mascelle spalancate di una persona, gli occhi strizzati e l’inspirazione profonda “dirotta il tuo corpo e ti induce a replicare il comportamento osservato”, scrive lo psicologo dell’Università del Maryland, Baltimore County, Robert Provine nel suo nuovo libro, “Curious Behavior” (Belknap Press, 2012). Ma perché?

I dati preliminari delle scansioni cerebrali indicano che le regioni del cervello associate alla teoria della mente (la capacità di attribuire stati mentali e sentimenti a se stessi e agli altri) e l’elaborazione del sé si attivano quando le persone osservano altre persone sbadigliare. Molte persone autistiche e schizofreniche non mostrano questa attività cerebrale, e non “catturano” gli sbadigli. Questi indizi suggeriscono che lo sbadiglio contagioso riflette una capacità di empatizzare e formare normali legami emotivi con gli altri, ha spiegato Provine.

Ma perché le nostre connessioni sociali tra di noi dovrebbero circolare attraverso lo sbadiglio, al contrario del singhiozzo o del gas? Nessuno lo sa con certezza, e questo perché nessuno sa bene perché sbadigliamo. Gli embrioni lo fanno per scolpire la cerniera delle loro mascelle. Le persone completamente formate lo fanno quando abbiamo sonno e siamo annoiati. Ma come fa lo sbadiglio a migliorare questi disturbi?

Cosa causa l’elettricità statica?

Le scosse statiche sono tanto misteriose quanto sgradevoli. Quello che sappiamo è questo: Si verificano quando un eccesso di carica positiva o negativa si accumula sulla superficie del tuo corpo, scaricandosi quando tocchi qualcosa e lasciandoti neutralizzato. In alternativa, possono verificarsi quando l’elettricità statica si accumula su qualcos’altro – una maniglia, per esempio – che poi tocchi. In questo caso, tu sei la via d’uscita della carica in eccesso.

Ma perché tutto questo accumulo? Non è chiaro. La spiegazione tradizionale dice che quando due oggetti si sfregano, l’attrito toglie gli elettroni dagli atomi di uno degli oggetti, e questi si spostano sul secondo, lasciando il primo oggetto con un eccesso di atomi carichi positivamente e dando al secondo un eccesso di elettroni negativi. Entrambi gli oggetti (i tuoi capelli e un cappello di lana, diciamo) saranno quindi staticamente carichi. Ma perché gli elettroni fluiscono da un oggetto all’altro, invece di muoversi in entrambe le direzioni?

Questo non è mai stato spiegato in modo soddisfacente, e uno studio del ricercatore della Northwestern University Bartosz Grzybowski ha trovato motivo di dubitare dell’intera storia. Come dettagliato l’anno scorso nella rivista Science, Grzybowski ha scoperto che le macchie di carica positiva e negativa in eccesso esistono su oggetti staticamente carichi. Ha anche scoperto che intere molecole sembrano migrare tra gli oggetti quando vengono sfregati insieme, non solo gli elettroni. Cosa genera questo mosaico di cariche e la migrazione di materiale deve ancora essere determinato, ma chiaramente, la spiegazione della statica sta cambiando.