Un progetto tutto italiano per ideare e mettere a punto nuove tecnologie per l’esplorazione nello spazio. Sarà sviluppato presso l’Università di Cagliari grazie ai finanziamenti dell’Asi.
Arrivare su Marte e trovare l'acqua e l'ossigeno necessari alla sopravvivenza, senza doverseli portare da casa. È un obiettivo ambizioso, ma non è l’unico che si propone il progetto Cosmic – Combustion Synthesis under Microgravity Conditions, che sarà sviluppato in Italia presso l’Università di Cagliari, dove oggi è stato presentato ufficialmente. Si tratta del primo progetto nel settore dell’esplorazione spaziale umana finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana, che ha stanziato 500mila euro per un anno. Per capire di cosa si tratta e quali sono gli obiettivi di questa iniziativa, Galileo ha intervistato Giacomo Cao, del Dipartimento di Ingegneria Chimica e Materiali dell’Università e coordinatore del progetto.
Professor Cao, in cosa consiste esattamente il progetto?
"L’obiettivo è sviluppare nuove tecnologie per l’esplorazione umana dello spazio che consentano di usare le risorse che si trovano sul posto per procurarsi tutto ciò che occorre. Per esempio, estrarre ossigeno dal suolo lunare od ottenerlo dall’atmosfera marziana. È un settore di applicazione che la Nasa definisce con gli acronimi Isfr - cioè In Situ Fabrication and Repair - e Isru, ovvero Insititute Resource Utilisation".
In che modo ci si può procurare ossigeno sul pianeta rosso?
"Un astronauta normalmente ha bisogno di circa 28 chili di acqua, 600 grammi di cibo, 800 grammi di ossigeno al giorno. L’ideale sarebbe trovare queste sostanze sul posto, o poterle produrre direttamente. Sappiamo, per esempio, che su Marte si trovano microalghe che possono essere utilizzate per la produzione di ossigeno, e la stessa presenza di anidride carbonica sul pianeta può essere una risorsa importantissima. Lavoreremo anche per sviluppare tecnologie per la manutenzione e la riparazione di mezzi e strumenti, e per la sterilizzazione dei campioni prelevati dai siti di esplorazione. Per poter ottenere tutto questo dovremo prima capire se, come e quanto i processi chimici e i relativi prodotti finali siano diversi in presenza o in assenza di gravità".
Come intendente procedere?
"Il primo passo ovviamente sarà capire se le tecnologie già a disposizione possono essere adatte alle nostre esigenze. Successivamente, partendo da ciò che sappiamo sull’atmosfera, sullo stato di gravità e sulla presenza di minerali su Luna e Marte, lavoreremo principalmente nei laboratori d’ingegneria di Cagliari per idearne e svilupparne di nuove. Queste saranno poi sperimentate sul suolo terrestre e in condizioni di scarsa gravità simulata. Nel 2011, se questi test avranno avuto successo, contiamo di ripetere le sperimentazioni sulla Stazione Spaziale Internazionale”.
E quando arriveranno i test su Luna e Marte?
“Per arrivare sulla Luna dovremo, nella migliore delle ipotesi, aspettare il 2020, che è la data prevista per la prossima missione della Nasa. Ma prima di compiere questo passo, è necessario che le sperimentazioni sulla Terra e sulla Stazione Spaziale abbiano ottenuto buoni risultati. A quel punto infatti anche i partner internazionali, come le agenzie statunitense, canadese e inglese, avranno un grande interesse alla messa a punto di queste nuove tecnologie, in grado di aumentare la durata delle missioni e di ridurre i relativi costi”.
L’autorità europea per la sicurezza alimentare (Efsa) ha abbassato la soglia dell’apporto massimo giornaliero (Adi) di tre coloranti alimentari artificiali: il giallo di chinolina (E104), rosso Ponceau 4 R (E124), e l’arancione Sunset Yellow (E112). Secondo l’ente, infatti, ciascuna delle tre sostanze potrebbe avere effetti dannosi su adulti e bambini in seguito a una esposizione prolungata. L’Efsa ha rivalutato le Adi di questi additivi alimentari su richiesta della Commissione Europea. Uno studio dell’Università di Southampton, pubblicato sul Lancet nel 2007, ipotizzava infatti una correlazione tra l’iperattività infantile e l’assunzione della miscela di sei coloranti (oltre ai tre citati erano nella lista anche l’E102, l’E122 e l’E129) e del conservante benzoato di sodio, presenti in numerosi alimenti, soprattutto bevande, dessert e prodotti da forno. Alla luce delle nuove indagini da parte dell’Efsa, però, non sembrano esserci prove scientifiche che dimostrino l’associazione. I ricercatori hanno comunque trovato altre ragioni che richiedono l’abbassamento dei limiti almeno per E104, E124 ed E112. “Tenendo conto dei risultati di Southampton abbiamo rivalutato le soglie di accettabilità dei coloranti, ma non esistono dati che confermino il ruolo delle singole sostanze nell’insorgenza di disturbi del comportamento - ha dichiarato John Larsen, a capo dell’Efsa - e abbiamo diminuito l’Adi di tre di esse per motivi differenti da quello ipotizzato”. I nuovi limiti sono stati determinati sulla base dei livelli di tossicità osservati negli animali da laboratorio in studi sugli effetti a lungo termine dei coloranti. In particolare, la dose massima di apporto per il colorante E104 è passata dal range 0-10 milligrammi per chilogrammo di peso corporeo al giorno (mg/kg bw/day) a un massimo di 0,5 perché la sostanza sembra compromettere la riproduzione e lo sviluppo della prole nei topi; l’E124 - la cui Adi è passata dal range 0-4 mg/kg bw/day a 0,7 - potrebbe essere invece connesso a disfunzioni renali di tipo non infiammatorio; l’adi di E112 è stata invece diminuita dal range 0-2,25 mg/kg bw/day a 1 (la soglia sarà mantenuta per un periodo di due anni a meno che nuovi studi non ne confermino la tossicità sull’apparato riproduttivo e sul fegato). (s.l.) Fonte: Efsa
Un gruppo di ricercatori tedeschi è riuscito a seguire il percorso di una proteina chiave nell'infezione intercellulare da HIV (virus dell'immunodeficienza umana acquisita) e il processo di formazione del virus in tempo reale. La ricerca, in parte finanziata dall'UE e ora pubblicata nella rivista a libero accesso Public Library of Science (PLoS) Pathogens, ha permesso una migliore comprensione del percorso infettivo della proteina Gag (antigene gruppo-specifico) da cellula a cellula, e potrebbe condurre a nuovi trattamenti per la malattia. Lo studio è stato in parte finanziato nel quadro del progetto HIV ACE ("Targeting assembly of infectious HIV particles"), sostenuto dall'UE attraverso il tema "Salute" del Settimo programma quadro (7° PQ). Per poter seguire la proteina, i ricercatori dell'Università Ludwig-Maximilians di Monaco di Baviera e dell'Università di Heidelberg hanno coltivato cellule contenenti otto geni HIV-1. Uno di questi geni è stato manipolato in modo da permettergli di produrre una forma fluorescente di proteina Gag. La proteina Gag fornisce gli elementi strutturali dell'HIV. Ad esempio, quando l'RNA HIV (materiale genetico) viene trasportato da una cellula infettata alla cellula suscettibile successiva, la membrana nella quale è avvolto l'RNA è formata da proteina Gag. La proteina Gag è estremamente versatile, poiché si può legare alla parete interna della membrana cellulare nonché all'RNA virale e alle proteine cellulari. La proteina Gag può anche formare particelle simili a virus in assenza di altre proteine virali. "L'uso di una versione 'fotoconvertibile' della famosa proteina fluorescente verde - la cui scoperta ed uso nei sistemi biologici sono stati premiati con il premio Nobel per la chimica nel 2008 - unita alla proteina Gag, ci ha permesso di mutare il colore delle proteine Gag attaccate alla membrana da verde a rosso", dice il professor Don Lamb, alla guida del gruppo di ricerca dell'Università Ludwig-Maximilians di Monaco. Con l'ausilio di tecniche microscopiche modificate ad hoc, i ricercatori sono riusciti dunque a determinare che, dall'inizio della formazione del virus fino al suo rilascio, passano circa 25 minuti per produrre un virus HIV. Hanno anche scoperto che la produzione di particelle virali avviene in modo del tutto asincrono nella coltura e, dopo la loro formazione, i virus sono rilasciati dai siti di formazione individuale e non da piattaforme di germinazione preformate. Si ritiene che anche per altri virus esistano simili piattaforme di formazione riutilizzabili. Nel documento si sottolinea che le nuove scoperte "aggiungono informazioni preziose al quadro del rilascio virale e costituiscono una base sperimentale per poter interferire con questo stadio della replicazione del virus." In definitiva, queste scoperte ci potrebbero aiutare a scoprire metodi di interruzione della diffusione virale intracellulare. Per ulteriori informazioni, visitare: PLoS Pathogens: http://www.plospathogens.org/ HIV ACE: http://www.hiv-ace.eu/ Ludwig-Maximilians-Universität München: http://www.lmu.de ARTICOLI CORRELATI: 30870, 31290 Categoria: Risultati dei progettiFonte: PLoS Pathogens; Ludwig-Maximilians-Universität MünchenDocumenti di Riferimento: Ivanchenko S et al. (2009) Dynamics of HIV-1 assembly and release. PLoS Pathog 5(11): e1000652. doi:10.1371/journal.ppat.1000652Acronimi dei Programmi: MS-D C, FP7, FP7-COOPERATION, FP7-HEALTH, FUTURE RESEARCH-->Codici di Classificazione per Materia: Coordinamento, cooperazione; Scienze biologiche; Medicina, sanità; Ricerca scientifica RCN: 31471
Le fibre ottiche plastiche (POF, plastic optical fibre) si stanno facendo strada in ambito tecnologico e il loro successo è - almeno in parte - imputabile al progetto POLYCOM ("Plastic optical fibres with embedded active polymers for data communications"), finanziato dall'Unione europea. POLYCOM, che ha ricevuto un finanziamento di 1,55 milioni di euro in riferimento all'area tematica "Tecnologie della società dell'informazione" del Sesto programma quadro (6° PQ) ha il merito di aver promosso l'uso delle fibre ottiche plastiche nel campo dell'optical computing, delle LAN ad altissima velocità (ultra-high-speed) e dei nuovi sensori. Le fibre ottiche plastiche impiegate nella trasmissione di dati sono note per essere la versione destinata ai "consumatori" delle fibre ottiche in vetro e sono utilizzate nei principali percorsi su lunga distanza delle reti globali di telecomunicazione. Le fibre plastiche flessibili, costituite da polimetilmetacrilato (PMMA), presentano un diametro del core di un millimetro (mm) e hanno caratteristiche uniche: oltre ad avere costi di produzione ridotti, sono di facile installazione e la trasmissione della luce è più sicura e più semplice da mantenere rispetto alle versioni a infrarossi. Per contro, il loro impiego è limitato alle distanze brevi e alla trasmissione di dati a velocità ridotta. "La gamma di applicazione delle fibre ottiche plastiche e della tecnologia ottica soggiacente è ampia. Il loro ulteriore sviluppo futuro potrebbe essere vantaggioso per una vasta serie di settori nei prossimi anni", ha spiegato Guglielmo Lanzani del Politecnico di Milano, coordinatore di POLYCOM. Il consorzio POLYCOM, composto da sei partner provenienti da Germania, Italia, Portogallo e Regno Unito, è riuscito a mettere a punto il primo commutatore ad alta velocità costituito esclusivamente da fibre ottiche per le reti a fibre ottiche plastiche. Questo rivoluzionario risultato sarà in linea con le esigenze nel campo della trasmissione ottica dei dati del settore della ricerca e delle aziende. I partner del progetto hanno testato questa tecnica utilizzando due fasci di luce provenienti da un unico fascio di laser pulsato all'interno di una speciale fibra ottica plastica. Le proprietà fisiche della fibra ottica plastica sono state alterate chimicamente, o potenziate, mediante polimeri fotoattivi, in modo tale da modificare la trasmissione dei fotoni. Secondo i ricercatori, un impulso potrebbe essere utilizzato per eliminare l'altro impulso: i due impulsi, infatti, si sovrappongono agli impulsi luminosi nello spazio e nel tempo. Il risultato finale è stata la possibilità di passare da una modalità attiva a una non attiva in modo tale da trasmettere un segnale dati. Inoltre, la cancellazione della luce è stata annullata nel giro di appena qualche centinaio di femtosecondi (un femtosecondo equivale a un miliardesimo di un milionesimo di secondo) proprio grazie al potenziamento delle proprietà specifiche delle fibre ottiche plastiche. "Non solo consentirà di aumentare la velocità della trasmissione dei dati nelle reti a fibre ottiche plastiche, ma potrebbero essere utilizzate per il time division multiplexing (TDM) in mondo da incrementare la larghezza della banda nelle reti ottiche rispetto a quanto attualmente possibile con le tecniche di wavelength division multiplexing (WDM)" ha spiegato il Professor Lanzi. I partner affermano che le fibre ottiche "dopate" utilizzate per la realizzazione del commutatore in fibre ottiche è un polifluorene chiamato F8BT. I ricercatori sono inoltre riusciti a sviluppare una serie di nuove fibre ottiche plastiche potenziate. "Nel complesso, abbiamo sviluppato e testato più di sei generazioni di materiali, impiegando diversi agenti chimici per potenziarli in modo tale da ottimizzare le loro proprietà ottiche e da raggiungere, in numerosi casi, una dispersione ottimale dell'agente dopante nel polimero", ha detto il coordinatore del progetto. "Ognuno dei materiali presenta caratteristiche diverse che potrebbe renderli adeguati per diverse applicazioni". La ricerca e il settore industriale stanno attualmente valutando l'uso delle fibre ottiche plastiche per la creazione di una nuova generazione di sensori. Per maggiori informazioni, visitare: POLYCOM: http://www.fisi.polimi.it/polycom/ Risultati TIC: http://cordis.europa.eu/ictresults/ ARTICOLI CORRELATI: 28967, 31331 Categoria: Risultati dei progettiFonte: Risultati TICDocumenti di Riferimento: Sulla base di informazioni fornite da Risultati TICAcronimi dei Programmi: FP6-INTEGRATING, FP6-IST, FRAMEWORK 6C-->Codici di Classificazione per Materia: Coordinamento, cooperazione; Applicazioni della tecnologia dell'informazione e della comunica; Elaborazione dati, Sistemi di informazione; Innovazione, trasferimento di tecnologie; Tecnologia dei materiali ; Tecnologie di rete ; Ricerca scientifica RCN: 31472
Il Gruppo Bilderberg (detto anche conferenza Bilderberg o club Bilderberg) è un incontro annuale per inviti, non ufficiale, di circa 130 partecipanti, la maggior parte dei quali sono personalità influenti in campo economico, politico e bancario. I partecipanti trattano una grande varietà di temi globali, economici, militari e politici.[1] Il gruppo si riunisce annualmente in hotel o resort di lusso in varie parti del mondo, normalmente in Europa, e una volta ogni quattro anni negli Stati Uniti o in Canada. Ha un ufficio a Leida nei Paesi Bassi.[2] L'incontro del 2009 ha avuto luogo dal 14 al 16 maggio ad Atene in Grecia[3]. Dato che le discussioni durante questa conferenza non sono mai registrate o riportate all'esterno, questi incontri sono stati oggetto di critiche ed anche oggetto di varie teorie del complotto. Il gruppo Bilderberg è stato a lungo sospettato, da alcuni, di essere una società segreta[4] di tipo massonico.
Il gruppo Bilderberg nasce nel 1952, ma prende questo nome solo nel 1954, quando il 29 maggio un gran numero di politici e uomini d'affari si riunì a Oosterbeek, in Olanda all'Hotel Bilderberg: da cui il nome di questa organizzazione. Da allora le riunioni sono state ripetute una o due volte all'anno. Un elenco parziale dei suoi membri è: Sofia di Grecia, Bernard Kouchner, David Rockefeller, Bernardo d'Olanda, Etienne Davignon (ex commissario europeo), Carlo d'Inghilterra, Juan Carlos di Spagna, Beatrice d'Olanda, Henry Kissinger. Molti partecipanti al gruppo Bilderberg sono capi di Stato, ministri del tesoro e altri politici dell'Unione Europea (anche l'ex presidente del Consiglio italiano Romano Prodi avrebbe partecipato a qualche meeting), ma prevalentemente i membri sono esponenti di spicco dell'alta finanza europea e anglo-americana. Oggigiorno si distinguono i partecipanti in diverse categorie, ma principalmente in due: coloro che sono membri permanenti dell'organizzazione e coloro che possono essere invitati in via eccezionale come spettatori o relatori.[5] Tra i relatori ricorrenti ci sono alcuni giornalisti dell'Economist.[6][7][8] Il fatto contestato, grave per alcuni, è che non si sa cosa succede alle riunioni che restano riservate, nonostante vi partecipino esponenti che ricoprono cariche pubbliche di altissimo rilievo.[9] Negli anni Cinquanta l'organizzazione conta un centinaio di membri, con l'obiettivo dichiarato di unire l'Occidente per contrastare l'espansione sovietica[senza fonte]. A questo scopo riunisce alcuni dei personaggi più influenti nei vari campi della politica economica e della finanza internazionale. Nel maggio 2000, il Gruppo Bilderberg è stato definito, durante una discussione al Parlamento Europeo quale "gruppo di riflessione politica di tendenze decisamente conservatrici".[10]
Tra i promotori del gruppo, ci sono: Bernhard van Lippe-Biesterfeld, presidente del Bilderberg fino a quando nel 1976 diede le dimissioni per lo scandalo di una tangente da 1,1 milioni di dollari dalla Lockheed Corporation per la vendita di aerei caccia all'aviazione olandese. Appartenente ad una nota famiglia ducale tedesca, è stato principe consorte dei Paesi Bassi, presidente del Worldwide Fund for Nature (WWF) dalla fondazione nel 1961 fino al 1971, ex affiliato al Partito Nazista (NSDAP) (tessera No. 2583009 del 1 maggio 1933) fino al suo matrimonio con la regina d'Olanda. Secondo le rivelazioni della rivista Newsweek del 5 aprile 1976, le attività di spionaggio di von Lippe a favore delle unità speciali delle SS (o Schutzstaffel) nella industria chimicaIG Farbenindustrie (la stessa che fabbricò lo Zyklon-B, usato nelle camere a gas) sono documentate dalle testimonianze del Processo di Norimberga. Alla fine della guerra, in Olanda, si dice abbia partecipato alla resistenza e alla liberazione di Amsterdam. Nel dopoguerra assunse importanti posizioni nell'industria petrolifera, in particolare con la Royal Dutch Petroleum (Shell Oil) e nella Société Générale de Belgique. Joseph Retinger, economista polacco, conosciuto come 'Sua Eminenza Grigia'.[senza fonte] Fu tra i fondatori e segretario generale fino al 1952 dell'United European Movement presieduto da Winston Churchill e finanziato dall'ACUE (American Committee for United Europe). La visione di Retinger era costruire un'Europa Unita per arrivare ad un Mondo unito in pace, guidato da Organizzazioni Sovranazionali che avrebbero garantito più stabilità ai singoli governi nazionali. Nonostante le frammentarie informazioni riguardanti le origini del Gruppo Bilderberg, sembrerebbe sia stato Retinger il principale promotore delle conferenze. Su suo suggerimento, von Lippe prese contatti con l'amministrazione Truman e, con maggiore successo, con quella Eisenhower, nelle persone del gen. Walter Bedell Smith (allora direttore della CIA) e C. D. Jackson. Il coinvolgimento nel progetto della famiglia Rockefeller, proprietaria della Standard Oil, concorrente della Royal Dutch Petroleum di von Lippe influenzò molto il carattere del gruppo Bilderberg. Da allora, le sue riunioni riflettono in gran parte gli interessi dell'industria petrolifera.
La riservatezza degli incontri del Bilderberg è rimasta relativamente intatta fino a che nel Parlamento europeo, nelle ultime settimane del 2004, non è salito alla ribalta il caso Diamandouros. Nell'occasione della rielezione del greco Nikiforos Diamandouros nella carica di mediatore europeo, il cosiddetto ombudsman, fu contestata l'appartenenza di Diamandouros al Gruppo Bilderberg: «Questa potentissima lobby mira a conquistare posizioni nelle istituzioni dell'Unione Europea a vantaggio dei suoi membri ed è strutturata con il meccanismo della segretezza quale obbligo assoluto dei membri. Chi vuol essere mediatore Europeo non può vantare la partecipazione come membro di una lobby. Diamandouros ha persino partecipato ad una apposita conferenza Bilderberg come membro, mentre era Ombudsman greco» (intervento di Giuseppe Fortunato). [12]
Un frattale è un oggetto geometrico che si ripete nella sua struttura allo stesso modo su scale diverse, ovvero che non cambia aspetto anche se visto con una lente d'ingrandimento. Questa caratteristica è spesso chiamata auto-similarità (self-similarity). Il termine frattale venne coniato nel 1975 da Benoît Mandelbrot, e deriva dal latino fractus (rotto, spezzato), così come il termine frazione; infatti le immagini frattali sono considerate dalla matematica oggetti di dimensione frazionaria. I frattali compaiono spesso nello studio dei sistemi dinamici e nella teoria del caos, e sono spesso descritti in modo ricorsivo da equazioni molto semplici, scritte con l'ausilio dei numeri complessi. La natura produce molti esempi di forme molto simili ai frattali. Ad esempio in un albero (soprattutto nell'abete) ogni ramo è approssimativamente simile all'intero albero e ogni rametto è a sua volta simile al proprio ramo, e così via; è anche possibile notare fenomeni di auto-similarità nella forma di una costa: con immagini riprese da satellite man mano sempre più grandi si può notare che la struttura generale di golfi più o meno dentellati mostra molte componenti che, se non identiche all'originale, gli assomigliano comunque molto. Secondo Mandelbrot, le relazioni fra frattali e natura sono più profonde di quanto si creda. « Si ritiene che in qualche modo i frattali abbiano delle corrispondenze con la struttura della mente umana, è per questo che la gente li trova così familiari. Questa familiarità è ancora un mistero e più si approfondisce l'argomento più il mistero aumenta » (Benoit Mandelbrot) A qualunque scala si osservi, l'oggetto presenta sempre gli stessi caratteri globali.Una sostanziale differenza tra un oggetto geometrico euclideo ed un frattale è il modo in cui si costruisce. Una curva piana, infatti, si costruisce generalmente sul piano cartesiano, utilizzando una funzione del tipo: f(x(t),y(t)) = 0 ,che descrive la posizione del punto sulla curva al variare del tempo t.La costruzione dei frattali, invece, non si basa su di un'equazione, ma su un algoritmo. Ciò significa che si è in presenza di un metodo, non necessariamente numerico, che deve essere utilizzato per disegnare la curva. Inoltre, l'algoritmo non è mai applicato una volta sola: la procedura è iterata un numero di volte teoricamente infinito: ad ogni iterazione, la curva si avvicina sempre più al risultato finale (per approssimazione), e dopo un certo numero di iterazioni l'occhio umano non è più in grado di distinguere le modifiche (oppure l'hardware del computer non è più in grado di consentire ulteriori miglioramenti): pertanto, quando si disegna concretamente un frattale, ci si può fermare dopo un congruo numero di iterazioni.Alla base dell’auto-similarità sta una particolare trasformazione geometrica chiamata omotetia che permette di ingrandire o ridurre una figura lasciandone inalterata la forma. Un frattale è un ente geometrico che mantiene la stessa forma se ingrandito con una omotetia opportuna, detta omotetia interna. La dimensione frattale (o dimensione di Hausdorff) è un parametro molto importante che determina il "grado di irregolarità" dell'oggetto frattale preso in esame.Mandelbrot nel suo libro intitolato “Gli oggetti frattali” pubblicato nel 1975 afferma l’esistenza di differenti metodi per misurare la dimensione di un frattale, introdotti, quando il matematico si cimentò con la determinazione della lunghezza delle coste della Gran Bretagna. Tra questi, il seguente:Si fa avanzare, lungo la costa un compasso di apertura prescritta h e ogni passo comincia dove finisce il precedente. Il valore dell’apertura h moltiplicato per il numero di passi mi fornirà la lunghezza approssimativa L(h) della costa; tuttavia rendendo l’apertura del compasso sempre più piccola i numeri di passi aumenteranno e la lunghezza tenderà all’infinito. Mandelbrot afferma che la costa è stata modellata nel corso del tempo da molteplici influenze. La situazione si presenta così complicata perché in geomorfologia non si conoscono le leggi che governano queste influenze. Possiamo quindi affermare che il caso occupa un ruolo rilevante e tuttora l’unico strumento capace di fornire una soluzione al problema è la statistica.Il caso può generare irregolarità ed è capace di generare un’irregolarità talmente intensa come quella delle coste, anzi in molte situazioni è difficile impedire al caso di andare al di là delle nostre aspettative.Il caso non deve essere sottovalutato nello studio degli oggetti frattali in quanto l’omotetia interna fa sì che il caso abbia precisamente la stessa importanza a qualsiasi scala. Per tanto gli oggetti frattali sono inseriti nel contesto dei sistemi dinamici caotici.Nel corso della storia molti matematici sono arrivati alle loro scoperte inaspettatamente. Lo stesso Mandelbrot afferma di essere arrivato alle sue scoperte per puro caso. Un giorno egli si trovò nella biblioteca dell’IBM dove molti libri che nessuno aveva mai letto stavano per essere spediti al macero. Benoit aprì una rivista a caso e lesse il nome del meteorologo Richarson. Questo nome era già noto al matematico polacco per gli studi che stava effettuando sulla teoria della turbolenza. Richarson era uno studioso bizzarro ed eccentrico che era solito porsi domande che nessuno altro avrebbe mai formulato. Queste sue stramberie risultarono nell'anticipare scoperte che alcuni studiosi realizzarono nei decenni successivi. Nel libro Richarson si preoccupò di misurare la lunghezza delle linee costiere su scale differenti. Mandelbrot fotocopiò il disegno che descriveva queste misure e lasciò il libro dove si trovava per riprenderlo il giorno seguente, ma il libro sparì. Il disegno servì al matematico per formulare la teoria dei frattali perché faceva riferimento a qualcosa che noi tutti conosciamo, le coste. Mandelbrot si rese così conto che tutti gli studi effettuati da lui stesso avevano qualcosa in comune seppur spaziavano in discipline completamente differenti. Il modello di partenza era lo stesso: Mandelbrot si preoccupò di definire l’apparente caos insito in essi. Esistono diverse famiglie di frattali, suddivise in base al grado dei termini dell'equazione generatrice contenuti nell’algoritmo: - Frattali lineari - Frattali non lineari - Frattali aleatori I frattali lineari sono quelli la cui equazione generatrice contiene solo termini del primo ordine, e quindi si ha un algoritmo di tipo lineare.Questi frattali possono essere studiati con l'ausilio di un immaginario duplicatore di figure: la fotocopiatrice a riduzioni, una macchina metaforica ideata da John E. Hutchinson, un matematico della Australian National University a Canberra.Questa macchina funziona più o meno come una normale fotocopiatrice con variatore di riduzione, ma ne differisce per il fatto di avere più lenti di riduzione, ciascuna delle quali può copiare l'originale collocato sulla macchina.Le lenti possono essere predisposte secondo diversi fattori di riduzione e le immagini ridotte possono essere collocate in qualsiasi posizione. La figura può quindi essere spostata, allungata, accorciata, riflessa, ruotata o trasformata in tutti i modi, purché le varie trasformazioni risultino essere delle omotetie e i segmenti di retta dell'originale rimangano dunque segmenti di retta.Il modo in cui l' immagine viene spostata e ridotta è determinato dall'algoritmo. Mediante un meccanismo di feedback l'immagine è elaborata ripetutamente, e tende via via a una forma frattale. Esistono diversi tipi di frattali non lineari, la cui equazione generatrice è di ordine superiore a 1. Uno di questi si basa sulla trasformazione quadratica ed è stato oggetto di attenzione particolare, poiché produce una grande ricchezza di forme geometriche a partire da un algoritmo piuttosto semplice ed è strettamente collegato all'odierna teoria del caos.La teoria su cui si basa questo frattale quadratico fu descritta per la prima volta nel 1918 dal matematico francese Gaston Julia, che si trovava allora in un ospedale militare, convalescente delle ferite riportate durante la prima guerra mondiale. Tanto le sue ricerche quanto quelle contemporanee del suo accanito rivale Pierre Fatou, e basate sul comportamento della trasformazione g(z) = z2 + c, furono presto dimenticate fino alla rielaborazione da parte di Benoît Mandelbrot.L'impresa intellettuale di Julia e Fatou è particolarmente notevole perché, non esistendo a quel tempo calcolatori elettronici, essi potevano contare solamente sulle proprie capacità intrinseche di visualizzazione. I frattali finora esaminati possono essere considerati deterministici. Benché i processi aleatori, come per esempio il lancio di un dado, possano aiutarci a produrre immagini frattali, essi non hanno alcun effetto sulla forma frattale finale. La situazione è ben diversa per un'altra classe di frattali, i cosiddetti frattali aleatori. Per generare un frattale di questo tipo si può cominciare con un triangolo giacente su un piano arbitrario.I punti medi di ciascun lato del triangolo sono collegati tra loro e il triangolo è così diviso in quattro triangoli più piccoli. Ciascun punto medio è poi alzato o abbassato di una quantità scelta a caso. Lo stesso procedimento è applicato a ciascuno dei triangoli più piccoli e il processo è ripetuto all’infinito. All’aumentare del numero delle iterazioni, comincia a formarsi una superficie sempre più ricca di particolari. In questo «metodo dello spostamento dei punti medi», l’entità aleatoria dello spostamento dei punti medi è retta da una legge di distribuzione che può essere modificata fino a ottenere una buona approssimazione della superficie di cui si vuol costruire il modello.Per un modello di una superficie relativamente liscia, le trasformazioni usate dovrebbero prevedere una regola per cui gli spostamenti dei punti medi diventino piccolissimi già dopo poche iterazioni. Una regola del genere aggiunge solo piccole prominenze sullo sviluppo complessivo. Per rappresentare invece una superficie accidentata, come ad esempio la topografia di una catena montuosa, è meglio far diminuire di poco l’entità degli spostamenti a ogni iterazione. Questo metodo per costruire superfici ha molte applicazioni. È stato impiegato per ottenere modelli dell’erosione del suolo e per analizzare le registrazioni sismiche al fine di capire i cambiamenti nelle zone di faglia. Questo concetto è stato usato da Richard E. Voss, collega di Mandelbrot al Thomas J. Watson Research Center, per generare immagini molto realistiche di pianeti, satelliti, nubi e montagne. Il lavoro di gran lunga più riuscito in questo campo è quello sul cosiddetto potenziale elettrostatico dell’insieme di Mandelbrot.La proprietà forse più affascinante dell’insieme di Mandelbrot è che esso può essere considerato un «deposito» di immagini di efficienza infinita: oltre a suddividere gli insiemi di Julia in connessi e non connessi, l’insieme di Mandelbrot funge anche da indice diretto e grafico di un numero infinito di insiemi di Julia.Ingrandendo l’insieme di Mandelbrot intorno a un punto c situato sulla sua frontiera, appaiono forme che sono anche gli elementi costitutivi dell’insieme di Julia corrispondente al punto c. Questa scoperta, tuttavia, non è stata ancora rivestita di tutto il necessario rigore matematico. Tan Lei, un giovane ricercatore di talento che lavora all’Università di Lione, ha dimostrato che l’insieme di Mandelbrot si comporta in questo modo per la maggior parte dei valori del parametro c situati esattamente sulla frontiera dell’insieme.
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Arte Frattale:
L'arte frattale è creata calcolando funzioni matematiche frattali e trasformando i risultati dei calcoli in immagini, animazioni, musica, o altre forme di espressione artistica. Le immagini frattali sono grafici dei risultati dei calcoli, le animazioni frattali sono sequenze di questi grafici. La musica frattale associa ai risultati dei calcoli dei toni musicali o altri suoni. L'arte frattale è creata solitamente con l'ausilio di un computer, al fine di accelerare il processo di calcolo della funzione frattale. I frattali possono essere suddivisi in quattro larghe categorie riguardanti l'arte frattale:Quelli per cui l'appartenenza di un punto ad un insieme frattale può essere determinata con l'applicazione iterativa di una semplice funzione. Esempi di questo tipo sono l'insieme di Mandelbrot, il frattale di Lyapunov, e il frattale Burning Ship. Quelli per cui esiste una regola di sostituzione geometrica. Tra gli esempi ci sono la polvere di Cantor, il triangolo di Sierpinski, la spugna di Menger e la curva di Koch. Quelli creati con sistemi di funzioni iterate, in particolare le fiamme frattali. Quelli che sono generati da processi stocastici invece che deterministici (Es. paesaggi frattali). Tutti e quattro i tipi di frattali sono stati utilizzati come base per arte e animazione digitali. A partire dai dettagli bidimensionali dei frattali come l'insieme di Mandelbrot, i frattali hanno trovato applicazione artistica in vari campi quali la produzione di tessuti, la simulazione della crescita delle piante, la generazione di paesaggi. I frattali sono stati anche usati nel contesto degli algoritmi evolutivi del progetto Electric Sheep. I partecipanti ad esso utilizzano come salvaschermo i frattali ottenuti col calcolo distribuito, votando quelli che preferiscono. In questo modo, il server riduce i tratti indesiderabili e aumenta quelli desiderabili, producendo infine un'opera artistica. I due più famosi programmi per la creazione di immagini frattali sono probabilmente Ultra Fractal e Apophysis. Quest'ultimo è un generatore di fiamme frattali, il precedente un programma di uso più generale. Durante gli anni '90, Fractint è stato il software più famoso per la creazione di frattali da PC. La musica frattale è in grado di produrre suoni naturali e delicate melodie più realistici rispetto agli approcci convenzionali.
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Musica Frattale:
Abbiamo sinora visto solo l'aspetto visivo dei frattali. Essendo funzioni matematiche, è altrettanto possibile associarvi una rappresentazione sonora. L'effetto è meno diretto e sicuramente non è altrettanto gradevole. L'altezza e la durata di una nota è scelta con lo stesso criterio con cui viene scelto il colore nella rappresentazione grafica di un punto. Ascoltando la melodia, ci si accorge di alcune regolarità e della ricorrenza di alcuni temi: è proprio questo che evidenzia l'autosimilarità che è così chiara nelle immagini. Esattamente come nella rappresentazione convenzionale, abbiamo a che fare con un "ordine nel disordine", un caos deterministico. Diamo un esempio di musica frattale: i seguenti file midi sono stati realizzati con FMusic, un programma disponibile nella sezione Download.
Fonte: Galileo
