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Amplificatori nucleari

Alt! Fermate tutti i commenti che già vi frullano per la testa, non si parla di energia, per una volta non ho voglia di litigare. Si parla di clima, ovvero della relazione Sole-Clima.

Da qualche anno a questa parte il nostro esperto di riferimento è Nicola Scafetta. Abbiamo pubblicato dei commenti praticamente a tutti i suoi articoli sull’argomento, prendendoci anche il lusso di ospitare direttamente la sua firma sulle nostre pagine.

L’ultimo articolo di cui abbiamo parlato è quello in cui si ipotizza una relazione tra le maree planetarie, il Sole appunto e le dinamiche climatiche – in termini di temperatura – sul nostro Pianeta. Una delle critiche più accese che è stata mossa al lavoro di Scafetta, è stata quella dell’assenza di un meccanismo fisico che spiegasse questa relazione, dal momento che il forcing indotto dalle maree planetarie sulla nostra stella, sarebbe troppo piccolo per giustificare le oscillazioni della sua attività.

Qualche giorno fa Nicola Scafetta mi ha mandato una copia del suo più recente lavoro:

Does the Sun work as a nuclear fusion amplifier of planetary tidal forcing? A proposal for a physical mechanism based on the mass-luminosity relation – Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics

Il paper è disponibile sulla pagina Web personale dell’autore, dove trovate anche tutte le altre sue pubblicazioni. Come leggiamo anche da Tallbloke, altro blog climatico che ha dedicato attenzione a questo lavoro, questa volta Scafetta ha dato il massimo. Dopo aver lungamente ipotizzato una relazione tra le maree planetarie e l’attività solare, costruendo anche un modello di armoniche che ricostruisce molto efficacemente le temperature medie superficiali globali, la cui proiezione nel futuro sta facendo molto meglio delle simulaizoni climatiche classiche, e dopo aver identificato una elevata correlazione tra la ciclicità dei moti planetari e l’attività solare, finalmente ci propone un meccanismo fisico in grado di amplificare il forcing esercitato dalle maree planetarie. Una volta applicato il coefficiente di amplificazione, le oscillazioni dell’ouput di luminosità del Sole risultano essere compatibili con quanto misurato dai sensori satellitari ACRIM per le fluttuazioni della radiazione solare totale.

Di seguito l’abstract di questo ultimo paper:
[success]

Numerous empirical evidences suggest that planetary tides may influence solar activity. In particular, it has been shown that: (1) the well-known 11-year Schwabe sunspot number cycle is constrained between the spring tidal period of Jupiter and Saturn, ~ 9.93 year, and the tidal orbital period of Jupiter, ~ 11.86 year, and a model based on these cycles can reconstruct solar dynamics at multiple time scales (Scafetta, in press); (2) a measure of the alignment of Venus, Earth and Jupiter reveals quasi 11.07-year cycles that are well correlated to the 11-year Schwabe solar cycles; and (3) there exists a 11.08 year cyclical recurrence in the solar jerk-shock vector, which is induced mostly by Mercury and Venus. However, Newtonian classical physics has failed to explain the phenomenon. Only by means of a significant nuclear fusion amplification of the tidal gravitational potential energy dissipated in the Sun, may planetary tides produce irradiance output oscillations with a sufficient magnitude to influence solar dynamo processes. Here we explain how a first order magnification factor can be roughly calculated using an adaptation of the well-known mass-luminosity relation for main-sequence stars similar to the Sun. This strategy yields a conversion factor between the solar luminosity and the potential gravitational power associated to the mass lost by nuclear fusion: the average estimated amplification factor is A ~ 4,25 x 106. We use this magnification factor to evaluate the theoretical luminosity oscillations that planetary tides may potentially stimulate inside the solar core by making its nuclear fusion rate oscillate. By converting the power related to this energy into solar irradiance units at 1 AU we find that the tidal oscillations may be able to theoretically induce an oscillating luminosity increase from 0.05–0.65 W/m2 to 0.25–1.63 W/m2, which is a range compatible with the ACRIM satellite observed total solar irradiance fluctuations. In conclusion, the Sun, by means of its nuclear active core, may be working as a great amplifier of the small planetary tidal energy dissipated in it. The amplified signal should be sufficiently energetic to synchronize solar dynamics with the planetary frequencies and activate internal resonance mechanisms, which then generate and interfere with the solar dynamo cycle to shape solar dynamics, as further explained in Scafetta (in press). A section is devoted to explain how the traditional objections to the planetary theory of solar variation can be rebutted.

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E poi ancora le conclusioni:

[success]

Numerous empirical evidences indicate that planetary tides can influence solar dynamics. High resolution power spectrum analysis reveals that the sunspot number record presents three frequencies at about Jupiter/Saturn’s spring tidal period of 9.93 years, at 10.8770.1 and at Jupiter period 11.86 years. In addition, the alignment patterns of the sub-systems of Venus–Earth– Jupiter and Mercury–Venus produce major resonance cycles at about 11.05–11.10 years, which coincides with the average length of the observed Schwabe sunspot cycles since 1750. Thus, the Schwabe solar cycle is reasonably compatible with the tidal cycles produced by the five major tidal planets: Mercury, Venus, Earth, Jupiter and Saturn. More details are found in Scafetta (in press), where it is shown how to reconstruct solar dynamics at multiple time scales using some of these frequencies. Despite numerous empirical results, a planetary-solar link theory has been found problematic in the past mostly because the gravitational tides induced by the planets on the Sun are tiny, as deduced from the tidal Eq. (14). The major tidal planets (Mercury, Venus, Earth and Jupiter) would produce tides of the order of a millimeter due to the fact that the tidal elongation is proportional to R4S : see Eq. (14). However, it is the tidal work on the Sun that physically matters, and we have shown that the total work that the planetary tides may release to the Sun is proportional to R5 S . Indeed, the tides should move up and down the entire column of solar mass. The tidal movement consistently and continuously squeezes and stretches the entire Sun from the center to the surface. The solar mass can be moved and mixed by gravitational tidal forces also because of the fluid nature of the solar plasma. However, even in this case only a tiny fraction of the gravitational tidal energy can be released as heat to the Sun (see Eq. (18)), and nothing would be expected to happen if only released tidal gravitational energy is involved in the process, as Newtonian classical physics would predict. However, a planetary tidal massaging of the solar core should continuously release additional heat to it and also favor plasma fuel mixing. Consequently, the Sun’s nuclear fusion rate should be slightly increased by tidal work and should oscillate with the tidal oscillations. In Section 3.3 we have proposed a methodology to evaluate a nuclear amplification function (Eq. (32)) to convert the gravitational potential power released in the core by tidal work into solar luminosity. The strategy is based on the fact that nuclear fusion inside a solar core is kept active by gravitational forces that continuously compress the core and very slowly release additional gravitational energy to it, as the hydrogen fuses into helium. Without gravitational work, no fusion activity would occur either because the two phenomena are strongly coupled (Carroll and Ostlie, 2007). Thus, a simple conversion factor should exist between released tidal gravitational power and its induced solar luminosity anomaly. We can estimate it using a simple adaptation of the well-known mass-luminosity relation for mainsequence stars similar to the Sun: see Eq. (27). The average estimated amplification factor is A ~ 4.25 x 106, but it may vary within one order of magnitude. In fact, there is uncertainty about the Love number that in the case of the Sun may be larger than the used factor 3/2 (see Eq. (14)), and the effective tidal dissipation factor Q likely varies with the tidal frequency and amplitude, and may be different from the used binary-star average value Q ¼ 106 (see Eq. (18)). With the theoretical methodology proposed in Section 3.3 we have found that planetary tides can theoretically induce luminosity oscillations that are within one order of magnitude compatible with the TSI records. We have found that planetary tides may induce an oscillating luminosity increase from 0.05–0.65 W/ m2 to 0.25–1.63 W/m2. Additional synchronization and resonance processes may be activated and produce an additional dynamical amplification effect. Internal frequency-dependent damping mechanisms may also be present. The solar dynamo cycle would also contribute to the final solar cycle as explained in Scafetta (in press). Although these internal dynamic processes are not addressed in this work, planetary tides appear to be able to modulate solar activity in a measurable way and our results are consistent with the observations. Finally, we have shown that the planetary tides produce major cycles with 10, 11, 12 and 61 year periods, which correspond to the cycles observed in the sunspot number record and other solar and climate records (Ogurtsov et al., 2002; Charva´ tova´ et al., 1988; Komm et al., 2003; Scafetta, 2010). The cycles with periods of 10, 12 and 61 years are directly related to Jupiter and Saturn orbits; the 11-year cycle is the average between the 10 and 12 year Jupiter–Saturn cycles, and it is also well reproduced by the recurrent tidal patterns generated by the fast tidal cycles related to Mercury, Venus and Earth. The tidal heating generated by the two planetary subsystems (terrestrial and Jovian planets) is almost the same. So, terrestrial and Jovian planets should be both important to determine solar dynamics at multiple time scales. In particular we note from Fig. 12A that the combined tides of Jupiter and Saturn would imply an increased solar activity occurring from 1970 to 2000 with a peak around 2000 that would also be almost in phase with the 10.87- year solar dynamo cycle (Scafetta, in press): this pattern would be qualitatively consistent with the pattern shown by the ACRIM total solar irradiance composite depicted in Fig. 1 (Scafetta and Willson, 2009). The preliminary results of this paper suggest that for better understanding solar activity, the physical interaction between the planets and the Sun cannot be dismissed, as done until now. Future research should better address the nature of these couplings, which could also be used to better forecast solar activity and climate change (Scafetta, 2010, in press). In fact, planetary dynamics can be rigorously predicted.

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Published inAttualitàClimatologiaSole

28 Comments

  1. flavio

    leggendo (in particolare “dal nostro sole perche’ riguardo al sole abbiamo un sacco di dati e molto lunghi”) mi pare di capire che, dove si parla dell’energia emessa dal sole, i trac record plurisecolari riguardino (nella migliore delle ipotesi) l’energia che colpisce la terra

    si è considerata l’ipotesi che invece di agire sulla quantità di energia prodotta nel nucleo quelle maree agiscano sulla sua distribuzione all’interno del sole e/o dal sole alla terra?

  2. Maurizio Rovati

    Beh, Nicola, non polemizzo più, è tanto che volevo smettere.

    Stammi bene e buon lavoro.

    Maurizio

  3. Maurizio Rovati

    Nicola, non ho mai detto che effetti profondi non ce ne possano essere, penso solo che sia arduo dimostrarne l’esistenza, men che meno darli per certi.

    Non ho capito cosa tu intenda esattamente con “vediamo solo la parte esterna del sole cioe’ la cromosfera”, per quanto ne so quel che vediamo direttamente del sole è la fotosfera, il limite in cui temperatura e densità rendono il gas opaco mentre la cromosfera si trova al di sopra della fotosfera ed è quasi trasparente.

    Io ho chiesto:
    “Si potrebbe, secondo la tua teoria, predire di quanto varia l’output di una stella se vi fosse un unico pianeta di tipo gioviano orbitante intorno alla stella ad una distanza pargonabile a quella di mercurio?”

    Cioè se in funzione della tua teoria sia possibile fare qualche previsione in ordine alle variazioni di luminosità delle stelle madri, perchè in tal modo si potrebbe ottenere un riscontro osservativo pro o contro.

    Non ho nulla in contrario al fatto che la teoria si possa sviluppare a partire dal nostro sole, sostengo solo che potendola generalizzare al resto dell’universo sarebbe ancora meglio, o no?

    Ti ho premesso che non sono un astrofisico e non ho l’intenzione, o meglio, la presunzione di criticare scientificamente il tuo lavoro che rispetto almeno quanto non sono in grado di capire tecnicamente, cioè molto. Ma non si dà il caso di parlare a vanvera o peggio di muovere critiche in malafede. Posso certo sbagliarmi ed anche di grosso ma sono sincero e conscio di questo fatto, come del fatto che l’erba voglio… etc.

    Quindi ti rinnovo gli auguri e la stima per il tuo lavoro, anche se per quanto riguarda questo aspetto rimango scettico.

    Cordialmente.

    Maurizio

    • Maurizio,
      come ho scritto nel lavoro e come ho anche riportato sopra una stima precisa dell’effetto richiede non solo la conoscenza di una serie di fattori fisici relativi alla stella che si vuole studiare ma anche tutta una serie di mechanismi di attenuazione/amplificazione interna che di sicuro esistono nella stella. Questi meccanismi di attenuazione/amplificazione interna non sono stati ancora determinati. Quindi un calcolo estremamente preciso come lo vuoi tu non lo si puo’ fare neppure per il sole. Come ho scritto nel lavoro, l’accuratezza dei calcoli puo’ essere entro un ordine di grandezza nel caso del sole. Ma nel caso di un pianeta gigante che orbita vicino ad una stella, l’incertezza puo’ essere molto piu’ grande perche’ fenomeni non lineari diventano predominanti.

      Questo sarebbe vero anche se vuoi studiare una semplice molla. Ad esempio se io dico che per piccole oscillazioni una molla risponde linearmente al forzante e ne do una stima, tu non puoi mettere in dubbio la teoria semplicemente argomentando che essa deve predire con esattezza anche quello che succede nel caso la molla e’ stiracchiata da una forza abmorme. Capire con esattezza quello che succede quando una molla e’ stiracchiata da una forza abnorme e’ enormemente piu’ complesso del caso di piccole oscillazioni.

      Mi dispisce ma devo dire che non stai ragionando nel modo corretto, ma il tuo e’ il modo tipico di chi vuole solo polemizzare. E devo anche dire che dovresti leggere l’articolo prima di criticarlo. L’articolo studia il sole e il sistema solare, tu mi stai facendo domande relative a stelle e sistemi solari anomali come quelli che presentano pianeti giganti vicino alle stelle di cui si sa poco/nulla in ogni caso. Nell’articolo non sto studiando questi casi, quindi le tue domande sono inappropriate e fuori tema. E’ come se io scrivessi un articolo sui costumi dell’italia e tu mi chiedi informazioni sui costumi della francia!

      L’incertezza di cui parlo non e’ un limite solo della mia teoria, che ancora non e’ pianamente sviluppata. Anche se tu mi chiedessi se modelli puramente teorici basati sulla gravitazione sono capaci di predire con esattezza le ampiezze delle maree sul nostro pianeta, la risposta e’ “no, non lo si sa fare”. Infatti le ampiezze delle maree sono calcolate e predette con modelli empirici, non modelli teorici che usano la gravitazione di Newton perche’ l’ampiezza di una marea e’ determinata dalle risonanze interne che non si sanno calcolare con precisione con modelli teorici.

      Quello che si fa, e si puo’ fare al momento riguardo ad altre stelle, e’ ragionare sulla base delle frequenze, non delle ampiezze. Ad esempio se si osserva che un pianeta gira intorno al sole con un certo periodo P si puo’ cercare se la luminosita’ presenta una variabilita’ regolata da tale frequenza o una sua armonica.

      Nel caso del sole, ad esempio, giove e saturno producono le maggiori oscillazioni mareali con periodi di circa 9.93 e 11.86 anni. Picchi di frequenza vicini a questi valori sono presenti nel record delle macchie solari, come mostro nell’articolo.

      Riguardo ad altre stelle, i calcoli precisi non si possono fare in ogni caso perche’ si sa molto poco riguardo le altre stelle e i pianeti che girano intorno ad esse, di sicuro di meno di quanto sappiamo riguardo al sole e al sistema solare. Tuttavia ci sono studi che hanno mostrato che stelle con pianeti giganti orbitanti vicino in diversi casi presentano oscillazioni di luminosita’ che corrispondono al periodo orbitale del pianeta.

      Ma come ho detto sopra, nell’articolo non studio le altre stelle, ma solo il sole e il sistema solare. Quando pubblico un lavoro su altre stelle, ne possiamo riparlare.

  4. Maurizio Rovati

    Nicola,
    i problemi sono tanti e a mio avviso molto aperti, per quel poco che ho capito dal tuo link gli effetti sono limitati alla cromosfera. La parola “core” compare a significare il centro delle linee spettrali osservate, probabilmente oscillanti a causa dell’effetto doppler o allargate per effetto zeman, non saprei dire con certezza. Ma la cromosfera è superficiale… beh meglio di nulla ma il core inteso come nucleo stellare forse è al di là delle capacità del pianeta di indurlo a modificare ciclicamente il suo stato.

    Sostieni anche che le misure di luminosità su stelle lontane abbiano una scarsa “precisione” (intesa come numero di cifre significative). Non sono del tutto d’accordo, certo è molto più facile misurare il sole a due passi che una stella a centinaia o anche migliaia di AL, ma in realta la sonda kepler è in grado di scoprire delle piccole variazioni di luce dovute al transito del pianeta sul disco, pianeti anche rocciosi. E lo fa usando un sensore che esplora un angolo di celo di molti gradi centrato nel cigno in piene vialattea. Usando telescopi di maggior diametro e fotometri dedicati alla singola stella la precisione è enormemente maggiore, decimillesimi di magnitudine

    http://digilander.libero.it/nellut/PROCEDURE%20RIPRESE%20DIGITALI%20TRANSITI%20EXTRASOLARI.pdf

    A questo link si vede che i risultati ci sono anche a livello amatoriale, figuriamoci con le capacità di un osservatorio, stimo un’ordine di grandezza in più nella precisione.

    In linea di principio, anche se dovessero sussistere gli effetti non lineari di cui parli, non mi pare una buona ragione per tralasciare lo studio dell’effetto dei pianeti sulla stella madre, compreso quello mareale.

    Non si discute che il sole sia a portata di mano e che valga la pena di cercare prove osservative anche sulla nostra stella, ma in altri sistemi possono sussistere condizioni che da noi non si realizzano, di ampiezza e qualità diverse proprio per le masse e distanze le più diverse a disposizione per lo studio.

    Se si fanno ipotesi ad hoc e non si generalizza, se ci si trova di fronte ad effetti microscopici in cui le misure soffrono di incertezze tali da essere confuse nel rumore di fondo temo non si faccia un favore alla Scienza non ammettendo che l’ipotesi non è abbastanza consolidata.

    Questo è diverso dal dire che la serie di dati analizzati porta a concludere che i cicli planetari potrebbero aver effetto sul clima a causa dell’interazione col sole. La cosa non mi sorprenderebbe anche perchè è successo in qualche modo che il momento rotazionale del sistema solare si sia concentrato nei pianeti lasciandone, sorprendentemente, una frazione minima nella massa dominante, il sole. Quello che non ritengo possibile attualmente è attribuire la responsabiltà a un entità che non possiamo misurare, un po’ come succede al clima oggi.

    Se verificassimo anche sulle altre stelle una modulazione dell’emissione attribuibile alla presenza di uno o più pianeti avremmo almeno dei nuovi dati, in un senso o nell’altro.

    Spero di non aver osato troppo 😉 e speravo di essere più conciso.

    Saluti.

    Maurizio

    • Maurizio,

      il fatto che in quell’articolo si parla di “cromosfera” non significa che effetti profondi non ci siano. Tutti gli effetti solari che si conoscono sono fenomeni “cromosferici” per il semplice motivo che vediamo solo la parte esterna del sole cioe’ la cromosfera. Nessuno fino ad ora e’ riuscito ad entrare nel sole a vedere quello che succede dentro, si hanno solo modelli.

      Tu mi hai chiesto se in caso di pianeti giganti orbitanti vicino alle stelle madri si sono osservati variazioni di luminosita’ che si sono potuti associare alla presenza del pianeta, e la risposta e’ positiva. Ci sono diversi studi che hanno confermato l’effetto. Come dimostrato sopra. Tuttavia, qual e’ la natura esatta dell’effetto non lo si sa. Si sa solo che un effetto esiste.

      Come ho detto, una teoria completa si puo’ solo sviluppare partendo dal nostro sole perche’ riguardo al sole abbiamo un sacco di dati e molto lunghi che non abbiamo riguardo le altre stelle.
      Si sa molto poco riguardo alle stelle lontane. E anche se si riescono a fare certe misure, le misure devono essere lunghe, anche diversi anni di continua misurazione ad alta precisione. Se tu hai qualche record di dati che posso analizzare, fammelo sapere, se no si parla a vanvera.

      Ricoradati che “l’erba voglio non cresce neppure nel giardino del re”.

      La ricerca scientifica richiede tempo e risorse, e in generale non si fa quello che uno “vorrebbe fare a parole”, ma solo quello che si puo’ fare in pratica.

  5. Maurizio Rovati

    Caro Nicola vorrei porre la seguente domanda:
    S potrebbe, secondo la tua teoria, predire di quanto varia l’output di una stella se vi fosse un unico pianeta di tipo gioviano orbitante intorno alla stella ad una distanza pargonabile a quella di mercurio?

    La domanda parte dal fatto che il satellite (kepler nasa)che sta cercando nuovi pianeti nella zona abitabile del sistema solare, ha trovato alcuni gioviani a volte orbitanti molto vicino alla stella madre.

    La verifica osservativa potrebbe consentire un controllo della teoria.

    Saluti, M.

    N.B. vedi i seguenti link
    http://kepler.nasa.gov/news/index.cfm?FuseAction=ShowNews&NewsID=182

    http://it.wikipedia.org/wiki/Missione_Kepler#Pianeti_scoperti

    • Maurizio Rovati

      Volevo precisare quanto da me scritto perchè può essere male interpretato.
      Nella frase:
      “il satellite (kepler nasa)che sta cercando nuovi pianeti nella zona abitabile del sistema solare, ha trovato alcuni gioviani a volte orbitanti molto vicino alla stella madre.”

      Il “sistema solare” non è il nostro, è quello della stella in osservazione.

      Saluti. M.

    • Maurizio,
      il problema del se e come l’effetto mareale dei pianeti si vede nelle altre stelle e’ stato brevemente discusso nell’articolo dove dico (fine zezione 5)

      Finally, there are also some conflicting studies investigating
      whether stellar activity could be strongly enhanced by closely
      orbiting giant planets (Scharf, 2010; Poppenhaeger and Schmitt,
      2011). However, until a sufficiently complete planetary–star
      interaction theory is developed, the issue cannot be conclusively
      solved by simply investigating other solar systems. In fact, we
      neither have long enough records nor detailed information about
      other stars and their solar systems. Moreover, poorly-understood
      interaction mechanisms, non-linear effects and stellar inertia
      mechanisms to fast and large tidal deformations may lead misleading
      conclusions. Evidently, a star–planet interaction theory
      can only be developed and tested by studying our Sun and our
      solar system first, as done herein and in Scafetta (in press).

      In altre parole, si sa troppo poco riguardo altre stelle per arrivare a conclusioni certe: i record sono troppo brevi; non si riescono a misurare importanti parametri come ad esempio la luminosita’ con grande precisione; e ci sono effetti non lineari che smussano le maree grosse. In letteratura ci sono articoli contrastanti. Alcuni dicono che l’effetto non si vede, altri dicono che si vede e si misura. Ad esempio Scharf dice che un effetto si vede, mentre Poppenhaeger dice che non si vede.

      Quest’altro articolo recente dice che si vede

      “Planet-Induced Emission Enhancements in HD 179949: Results from McDonald Observations”
      http://arxiv.org/abs/1202.3612

      Se leggi l’introduzione, vedi un po’ di letteratura sull’argomento.

      Questi sono problemi aperti e non c’e certezza in un verso e nell’altro. E’ importante capire che non siamo ancora all’epoca di capitan Kirk e dell’star-trek USS Enterprise che ci permette di andare a vedere quello che realmente succede su altre stelle con grande precisione. Si sa molto poco riguardo le altre stelle.

      Abbiamo il sole vicino a noi, e l’effetto sul sole si vede abbastanza bene se i conti si fanno bene anche se e’ piccolo, come documentato nei miei lavori.

  6. Ringrazio i lettori di sopro per i commenti.

    Brevemente devo dire che tutti i commenti sono interessanti, tuttavia le risposte o almeno tentativi di risposta sono gia presente ne lavoro stesso.

    Ad esempio, Maurizio si chiede “Adesso come facciamo a cercare una verifica sperimentale o osservativa?”
    Ovviamente nessuno puo’ andare dentro il sole a vedere quello che succede dentro. Tuttavia, la verifica sperimentale e’ indiretta, cioe’ la domanda e’ se si puossono ricostruire le dinamiche solari conosciute con una teoria compatibile che quella che espongo. Come dico chiaramente nell’articolo questa verifica sperimentale e’ contenuta in un’altro articolo:
    “Scafetta N., 2012. Multi-scale harmonic model for solar and climate cyclical variation throughout the Holocene based on Jupiter-Saturn tidal frequencies plus the 11-year solar dynamo cycle. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 80, 296-311.”
    In questo articolo si fa vedere che con propri cicli mareali che si misurano bene nella seie delle macchie solari, si puo’ ricostruire sia la variabilita’ solare che quella climatica per millenni.
    Quindi la verifica osservativa a quello che dico c’e’ gia’ ed e’ chiaramente scritta nei miei lavori.

    Donato si domanda “Ciò che mi sfugge, però, è il meccanismo fisico che dovrebbe stare alla base del fenomeno di amplificazione.”
    Ma questo e’ spiegato piuttosto bene nel lavoro.

    Poi dice ” In merito alla circostanza che le variazioni di intensità delle reazioni nucleari non riescono a raggiungere rapidamente la superficie del Sole per cui le variazioni di luminosità osservate oggi potrebbero derivare da eventi accaduti migliaia di anni fa, ho sentito parlare di fenomeni tellurici nel Sole (solemoti, mi sembra di aver letto) legati alle CME ed ai brillamenti.”

    I cosidetti fenomeni “tellurici” sono discussi nel lavoro pure. Tuttavia il lavoro non si basa su questi. Il trasporto di energia secondo me e’ veloce perche’ si parla di una oscillazione e le oscillazioni si posso propagare come onde, cioe’ come un fenomeno tellurico.

    • donato

      Grazie per l’attenzione. Per quel che riguarda i miei dubbi cercherò di studiare meglio 🙂 (è dura, però).
      Ciao, Donato.

  7. donato

    Se ho capito bene i termini della questione le forze mareali prodotte dai pianeti determinano delle variazioni delle dimensioni del Sole di qualche millimetro. Nel suo articolo il prof. Scafetta scrive che, in occasione di allineamenti periodici dei pianeti, le masse di gas e plasmi che costituiscono la nostra stella, vengono spostati di piccolissime quantità. Questi spostamenti, pur estremamente piccoli, determinano uno spostamento di massa rispetto al nucleo. Nella parte della stella opposta a quella dei pianeti (rispetto al centro del Sole) masse di plasma vengono spostate nel nucleo; viceversa, nella parte della stella posizionata verso i pianeti, la massa di plasma si allontana dal nucleo. Entrambi questi spostamenti di masse producono variazioni di energia potenziale (quindi lavoro). Integrando queste variazioni di energia potenziale sull’intero volume solare si ottengono delle variazioni di energia apprezzabili. Questo discorso mi trova, in linea di principio, concorde. Ho, però, incontrato delle difficoltà a comprendere un altro aspetto del lavoro del prof. Scafetta (dovuto ai miei limiti, ovviamente). Scrive il prof. Scafetta che queste oscillazioni di tipo newtoniano non sono in grado di spiegare le variazioni di TSI misurate dall’esperimento ACRIM. E’ necessario, perciò, introdurre dei coefficienti di amplificazione che, a partire da queste piccole oscillazioni, determinino variazioni delle velocità con cui avvengono le reazioni nucleari nel Sole e, quindi, variazioni di luminosità della stella. Ciò che mi sfugge, però, è il meccanismo fisico che dovrebbe stare alla base del fenomeno di amplificazione. Ho cercato di capire, ma, purtroppo, non ci sono riuscito. In merito alla circostanza che le variazioni di intensità delle reazioni nucleari non riescono a raggiungere rapidamente la superficie del Sole per cui le variazioni di luminosità osservate oggi potrebbero derivare da eventi accaduti migliaia di anni fa, ho sentito parlare di fenomeni tellurici nel Sole (solemoti, mi sembra di aver letto) legati alle CME ed ai brillamenti. Come nel caso dei pianeti solidi, infatti, anche nei corpi celesti gassosi potrebbero verificarsi dei fenomeni ondulatori che spiegherebbero la velocità con cui le variazioni di intensità delle reazioni termonucleari provocherebbero effetti anche sulla superficie solare. Per quel poco che può valere, ho apprezzato molto l’articolo del prof. Scafetta segnalato da G. Guidi. Esso, infatti, cerca di individuare un modello fisico alla base dei cicli solari. Personalmente, infatti, mi ero sempre chiesto perchè il Sole alternasse periodi di relativa calma a periodi di vivace attività. Probabilmente quello proposto dal prof. Scafetta potrebbe non essere il modello corretto, ma riesce a darci una spiegazione del perché il Sole ha i suoi cicli. Ovviamente il funzionamento del Sole è estremamente complesso per cui la comprensione dei principi fisici che lo caratterizzano sarà lunga e laboriosa. Questa, però, mi sembra un’ottima ipotesi su cui lavorare. Importante, infine, è riuscire a spiegare in modo convincente il feedback del nucleo solare sulle oscillazioni mareali.
    Ciao, Donato.

    • Guido Botteri

      Donato, tu sai che io sono un audace, e mi butto a costo di far brutte figure, ma tant’è, è dagli scappellotti che si ricevono per aver detto sciocchezze che si impara, no ? E io sono qui per imparare, non per far sfoggio di un sapere che non posseggo.
      Di tutto questo meccanismo proposto da Scafetta, mi pare di capire che sia legato ai moti dei pianeti, che colle loro masse creano delle “maree” (dovrebbero forse chiamarsi in altro modo, perché non si tratta di “mare”, ma non voglio essere pignolo, anche perché si capisce benissimo quello che si intende), e queste maree hanno delle ripercussioni importanti per il nostro clima. Bene, qualcuno obietta che i tempi con cui reagisce il Sole siano molto lunghi, e è stato tirato in mezzo anche l’effetto Cherenkov, ma io mi domando:
      visto che il moto dei pianeti è ciclico, non potrebbe essere, chiedo, che quegli effetti che notiamo siano ascrivibili NON al passaggio attuale di Giove o altro astro, ma al passaggio di quell’astro in un tempo molto remoto ?
      In fondo la luce delle stelle che vediamo non è quella emessa da Sirio o Antares oggi, ma ognuna arriva a noi dopo anni luce. Noi vediamo un universo che non esiste e non è mai esistito, perché è il totale di eventi avvenuti in tempi estremamente diversi. E’ l’arrivo di questa luce che è contemporanea, NON la loro partenza, perché ogni stella appartiene ad un’epoca diversa.
      Allo stesso modo, il nostro clima potrebbe reagire a eventi generati in tempi estremamente lontani, dopo aver piano piano compiuto il loro percorso.
      Stoicamente aspetto le vostre critiche. Siate clementi, che ho appena cenato 🙂

    • donato

      Caro Guido, confesso: ho tentennato fino all’ultimo, poi ho soprasseduto, ma ho avuto la tua stessa identica idea e l’avrei espressa con le tue stesse identiche parole! Solo che sono un po’ meno audace (o temerario 🙂 ) di te! A parte gli scherzi la cosa non mi sembra tanto campata in aria. Se, infatti, i cicli sono tali, dovrebbero essere costanti nel tempo. Considerato che i dati proxy consentono di individuare cicli undecennali risalenti a diverse migliaia di anni fa, nulla impedirebbe che le “maree” dell’antichità esplichino i loro effetti (sulla luminosità del sole) ai giorni nostri. E’ un’ipotesi di lavoro, non c’è che dire.
      Ciao, Donato.

    • Guido Botteri

      Caro Donato, mi fa molto piacere, e mi conforta, che tu abbia avuto la stessa idea.
      Trovo che come quasi sempre siamo in grande sintonia, e spero che un giorno potremo conoscerci personalmente in occasione, per esempio, di qualche conferenza.
      Ora spero che Scafetta e altri, con una expertise specifica sul Sole, intervengano a dire la loro su quest’idea, che anche a me, nella mia ignoranza, parrebbe stuzzicante.

    • donato

      addendum: rileggendo il commento ho notato che ho omesso delle parole. Dopo “Per quel poco che può valere” bisogna aggiungere: la mia opinione. Era implicito, ma è meglio precisare.
      Ciao, Donato.

  8. Maurizio Rovati

    Va bene Nicola, ammettiamo che il tuo ragionamento sia valido.
    Adesso come facciamo a cercare una verifica sperimentale o osservativa?
    Io una mezza idea ce l’avrei, tu ci hai pensato?

    Poi non sono d’accordo sul fatto che “quello che la gravita’ fa e’ muovere le masse e decidere quanta massa viene fusa nella reazione nucleare”.
    Almeno nel senso che all’interno del sole non sono attivi (pare) sistemi che permettano un flusso di materia dall’esterno verso il nucleo.
    Quello che fa il sole è contrarsi un po’ se si raffredda ed espandersi se si scalda troppo.
    Mi pare corretto attendersi che l’elio si concentri nel profondo e ivi rimanga mentre gli strati che lo rivestono pian piano si trasformano a loro volta in elio. Questo causerà un aumento della densità del nocciolo ( pare circa 150 volte quella dell’acqua)che cambierà il profilo del campo gravitazionale a cui seguirà un nuovo equilibrio nella produzione energetica. In tutto questo inferno che dura da 5miliardi di anni il sole ha perso soltanto 10^-4 volte la sua massa per produrre energia e 10^-3 come vento stellare. Un chiaro indizio che quasi niente si muove nel centro della nostra stella (per ora…)
    Nel frattempo, pur perdendo massa, pare abbia aumentato la luminosità.

    Saluti e buon W.E.

  9. From section 3.3:

    Herein we propose a theory based on modern physics. Every
    second nuclear fusion transforms a certain amount of mass into
    luminosity that is radiated away. With the vanished mass, also
    the gravitational energy of the star would change by a certain
    amount Uf. However, as each ionized atom of helium forms from
    four ionized atoms of hydrogen, the helium sinks toward the
    center and space in the core is freed; the pressure would decrease
    and the Sun would cool if the freed core space is not promptly
    filled, and the lost mass replaced by additional sinking hydrogen.
    This mass movement releases also a certain amount of gravitational
    energy, Um, as thermal energy to the core. It is possible that
    to keep the core fusion activity sufficiently steady, as it is
    observed for hydrogen-burning main-sequence stars, this complex
    dynamics occurs in such a way to restore the previous
    gravitational energetic solar configuration: that is, we can postulate
    that: Uf + Um = 0. Thus, there should exist a relation between
    solar luminosity and the gravitational power continuously dissipated
    in Sun by its gravity, which, in turn, should be closely related to the gravitational power associated to the mass vanished
    by nuclear fusion activity.

  10. Credo di avere gia risposto a Maurizio Rovati. Tuttavia il mio commento non e’ apparso. Cerco di ripetere.

    L’argomento posto da Maurizio non e’ corretto da un punto di vista fisico e l’argomento e’ correttamente spiegato nel lavoro all’inizio del paragrafo 3.3.

    Essenzialmente, la gravita’ deve compensare l’energia gravitazionale che “scompare” a causa del fatto che ogni secondo il nucleo solare perde circa 4 milioni di tonnellate di massa al secondo. Se la gravita’ non compensa l’energia gravitazionale persa per fusione, l’equilibrio tra la pressione e la gravita’ si rompe e il sole si raffredda piuttosto rapidamente. Essenzialmente il nucleo non e’ statico. La gravita’ continuamente muove nuova massa nel nucleo man-mano che una certa quantita’ di massa scompare e viene espulsa come radiazione luminosa.

    • Maurizio Rovati

      Caro Scafetta, la ringrazio molto per la risposta.

      Come ho premesso non sono in grado di fornire una giustificazione quantitativa ai fenomeni in oggetto di studio. Parlo come semplice appassionato dell’argomento.
      Però il sistema di regolazione o autoregolazione delle stelle in sequenza principale, per come lo conosco, dovrebbe funzionare a prescindere dall’apporto di energia gravitazionale.
      Nel senso che la macchina stellare non ha bisogno di tale energia per poter funzionare. Questa energia la ricava dalle reazioni di fusione e il campo gravitazionale , in questa fase, opera da contenimento, senza cedere (o assorbire) energia.

      Nella vita stellare in sequenza principale succedono anche altre cose.

      Le stelle normalmente tendono a perdere massa nell’arco della loro esistenza, sia a causa della trasformazione massa energia che per effetto un altro fenomeno, il vento stellare. In stelle di massa elevata il vento è in grado di liberare frazioni importanti della massa stellare in tempi relativamente brevi.
      Questo fenomeno (la perdita di massa causata dal vento) agisce dall’esterno e causa l’allungamento della vita della stella (stelle di massa maggiore durano in sequenza principale di meno che stelle di massa minore in ragione inversa della quarta potenza della massa) perchè diminuisce la pressione sul nucleo in fusione che espandendosi si raffredda un po’ producendo meno reazioni, meno calore e quindi autoregolandosi.
      La perdita di massa a seguito della conversione massa energia riguarda invece solo il nucleo caldo che si arricchisce di elio a partire dal centro dall’epoca di formazione della stella. L’elio non partecipa alla produzione di energia almeno fino a quando la stella è in sequenza principale ma viene mantenuto in temperatura dagli strati più esterni del nucleo dove avviene la fusione in presenza di idrogeno.
      In questo caso,la massa che sparisce per effetto della trasformazione diretta in energia immagino che venga rimpiazzata dalla “caduta” di idrogeno “fresco” dagli strati soprastanti. Tale caduta in realtà è una contrazione e libera certamente una certa quantità di energia gravitazionale. E’anche noto, ma io non sono mai stato nel nucleo di una stella :-), che la maggior parte delle stelle non ha un nucleo convettivo, la convezione avviene solo negli strati esterni, nel nucleo l’energia si trasferisce all’esterno in modo radiativo.
      Questo fatto accorcia la vita delle stelle perchè impedisce all’idrogeno superficiale (la maggior parte) di raggiungere il nocciolo in fusione.
      Beh, la faccenda si fa troppo lunga…

      Le faccio un esempio (con tutti i limiti). Se un motore automobilistico funzionante a benzina disponesse di un serbatoio posizionato in alto rispetto al carburatore, esso sarà alimentato per effetto della caduta gravitazionale del carburante, ma non si dà il caso che l’energia gravitazionale liberata da tale caduta agisca come sistema di controllo. NON è cioè l’energia liberata dalla CADUTA (gravitazionale) della benzina a stimolare la produzione energetica del motore. Al massimo questa energia tenderà a riscaldare il carburatore. E’ questo il punto che sostengo, a torto o a ragione.

      La saluto cordialmente e la ringrazio per l’attenzione.

      Maurizio.

    • Vedi Maurizio, le cose sono un po’ piu’ complesse. Come ho gia’ spiegato prima, l’analogia con la pentola a pressione non funziona perche’ nel caso del sole, la pentola ha un buco da cui fuoriesce massa sotto la forma di luce. Quindi, quello che la gravita’ deve fare e’ di compensare quella perdita se vuole mantenere le cose stabili.

      Come ho scritto nell’articolo ogni secondo c’e’ una certa quantita’ di energia gravitazionale che scompare per radiazione (chiamiamo questa quantita Uf), e c’e un ulteriore lavoro da parte della gravita’ nel muovere masse nel nucleo, (chiamiamo questa quantita Um).

      Affinche’ le cose rimangono stabili si deve avere: Uf+Um =0.
      Quindi se Um varia anche Uf varia in sincronia. Ma Uf e’ legata alla produzione di luminosita’. Quindi una variazione di Um causa una variazione di luminosita’. Che e’ quello che scrivo nel lavoro. E scrivo anche tante altre cose che anche rispondono ad altre tue osservazioni.

      Quindi, quando tu dici “il campo gravitazionale , in questa fase, opera da contenimento, senza cedere (o assorbire) energia” tu stai pensando alla somma delle due quantita’ di sopra (Uf+Um =0) che come ho detto deve essere zero.
      Quindi non credo che ci sia tutta questa contraddizione tra quello che dico io e quello che dici tu. Credo tuttavia che dovresti leggere il lavoro con attenzione.

      Anche l’analogia con il motore con il serbatoio sopra non funziona come dici. Infatti, se c’e’ diciamo un aumento del 10% di energia gravitazionale liberata dalla caduta, questo significa che (mantenendo tutto il resto costante) un 10% di carburante e’ aggiunto al motore che finisce per produrre un 10% in piu’ di energia. E’ questo tipo di ragionamento basato su “proporzioni” che viene fatto nel lavoro.

    • Maurizio Rovati

      Caro Nicola.
      L’unico modo (a me noto) per cui la gravità fornisce energia termica è la conversione dell’ energia potenziale in calore. La gravità è il motivo per cui le stelle nascono, funzionano autoregolandosi e poi muoiono.

      Su questo non v’è dubbio che noi due non siamo in contraddizione.

      Sul resto, francamente non mi ci trovo e, dati i miei limiti, non insisto.

      Grazie comunque per le gentili risposte, che spero non siano le ultime.

      Per quel che vale, per me è stato un onore.

      Maurizio.

    • Vedi Maurizio,
      quello che la gravita’ fa e’ muovere le masse e decidere quanta massa viene fusa nella reazione nucleare. Poi, l’energia prodotta dalla fusionee e’ enorme rispetto all’energia gravitazionale usata per renderla possibile.

      Quindi c’e’ una relazione tra la massa e la luminosita’ che si chiama “mass-luminosity relation” che e’ cio’ che uso.

      La relazione tra la massa e la luminosita’ e’ anche una relazione tra l’energia gravitazionale dissipata e la luminosita’. Piu’ energia gravitazionale e’ dissipata e piu’ grande e’ la luminosita’ prodotta.

      L’errore che fai e’ non vedere una proporzione del tipo

      A1:A2 = B1:B2

      dove A e’ la luminosita’ e B e’ l’energia gravitazionale dissipata.

      L’argomento che fai e’ del tipo

      A1+B1 = A1 perche’ B1 e’ piccolo rispetto A1.

  11. Maurizio Rovati

    Sono un po’ perplesso. Non sono un astrofisico e non mi posso permettere dissertazioni analitiche, però…
    Un conto è scoprire una correlazione tra cicli solari e planetari e cicli climatici, un altro è spiegare fisicamente la correlazione in modo convincente.

    Inoltre, il punto seguente mi pare fuorviante.
    Scrive Scafetta:
    “The strategy is based on the fact that nuclear fusion inside a solar core is kept active by gravitational forces that continuously compress the core and very slowly release additional gravitational energy to it, as the hydrogen fuses into helium. Without gravitational work, no fusion activity would occur either because the two phenomena are strongly coupled (Carroll and Ostlie, 2007). Thus, a simple conversion factor should exist between released tidal gravitational power and its induced solar luminosity anomaly”

    [La strategia si basa sul fatto che la fusione (nucleare) è mantenuta attiva da forze gravitazionali che continuamente comprimono il nucleo e molto lentamente rilasciano ulteriore energia gravitazionale al nucleo stesso. Senza il lavoro gravitazionale non ci sarebbe nessuna attività di fusione perchè i due fenomeni sono fortemente interconnessi. Da cui si deduce che un semplice fattore di conversione dovrebbe esistere tra l’energia mareale rilasciata e l’anomalia della luminosità solare.]

    Non sono d’accordo sul fatto che “Senza il lavoro gravitazionale non ci sarebbe nessuna attività di fusione perchè i due fenomeni sono fortemente interconnessi”.

    Proverò a spiegarmi.

    Per quel che ne so, la fusione nucleare all’interno del sole è certamente stata innescata (in tempi remoti) dall’energia gravitazionale della massa nebulare in contrazione che ha dato origine alla nostra stella, ma ora questa energia (gravitazionale) non è più operante.

    In una stella della sequenza principale (quindi stabile) come il sole, la gravità funge da contenimento per il gas del nucleo e l’equilibrio idrostatico è garantito dalla pressione generata dal calore prodotto dalle reazioni nucleari interne che contrasta il peso degli strati esterni.
    In realtà il sole (il suo nucleo) perderebbe circa 4 milioni di tonnellate di massa al secondo, convertendole in energia radiante che sfugge alla velocità della luce dalla sua superficie, quindi la gravità solare, a meno di apporti esterni, dovrebbe essere in costante diminuzione anche se per una sfera grande come il sole tale perdita è irrisoria.

    Dunque la reazione di fusione attualmente non è condizionata da un’immissione continua di energia gravitazionale senza la quale la fusione si arresterbbe.
    Infatti, anche in assenza di qualsiasi modulazione (mareale o altro) la reazione si autosostiene benissimo solamente grazie al calore prodotto dalla reazione stessa.

    In altre parole, inizialmente la contrazione gravitazionale provoca un aumento di pressione e temperatura nel nucleo a seguito della quale si innescano le reazioni nucleari le quali producono un surplus di energia causando un ulteriore aumento della temperatura. L’aumento della temperatura comporta un aumento di pressione che causa l’arresto della contrazione dovuta alla gravità. A questo punto la gravità non contribuisce più al bilancio energetico.

    Restano densità, pressione e la temperatura a controllare la reazione, mentre la gravità esercita il ruolo di coperchio della pentola a pressione.
    E’ vero che alcuni tipi di stelle (come le cefeidi) possono a un certo punto iniziare ad oscillare espandendosi e contraendosi ciclicamente a causa di fattori interni legati alla riserva di idrogeno nel nucleo, ma in questo caso l’energia gravitazionale viene emessa e riassorbita ad ogni ciclo, rimanendo pari a zero in media.

    Quindi, a mio modo di vedere, una stella di sequenza principale come il sole non ha affatto bisogno dell’energia gravitazionale per continuare a produrre le reazioni interne, fatte salve le fasi iniziali e finali, che però sono fuori fuori dalla sequenza principale, dove l’energia gravitazionale torna a dominare.

    • agrimensore g

      Anche io, fermo restando l’ammirazione per il lavoro di Scafetta, sono sempre rimasto un po’ perplesso su questa spiegazione che parte delle forze mareali gravitazionali, senza per altro avere degli elemento concreti per confutarla. Nella mia ignoranza, mi chiedo se si possano trovare spiegazioni più convincenti investigando sull’interazione dei campi magnetici coi pianeti. Ad esempio, il campo magnetico di Giove è molto particolare, è quasi una pulsar: a secondo della sua posizione rispetto al Sole, potrebbe influenzarne il comportamento, in qualche modo? (scusate l’ipotesi campata per aria, è tanto per parlare…)

    • Tanto per cominciare ringrazio Guido Guidi per il bel post.

      Il punto sollevato da Ravati e’ importante, ma e’ stato pienamente discusso nel lavoro.

      Essenzialmente non e’ corretto dire che la gravita’ non ha piu’ alcun ruolo una volta che l’attivita’ nucleare e’ attivata. Come e’ giustamente detto “il sole (il suo nucleo) perderebbe circa 4 milioni di tonnellate di massa al secondo”. La gravita’ deve compensare la perdita di energia gravitazionale associata alla massa persa (Eq. 30), o meglio rispedita nello spazio sotto forma di luce. In questo modo l’equilibrio si mantiene.

      Infatti, se non ci fosse nessul lavoro gravitazionale addizionale a ristabilire l’equilibrio muovendo nuova massa nel nucleo, il nucleo solare perderebbe massa e pressione, e si raffredderebbe piuttosto rapidamente perche’ l’equilibrio con la gravita’ verrebbe meno immediatamente. Tutte queste cose sono scritte nell’articolo all’inizio della sezione 3.3.

  12. agrimensore g

    Che vuol dire “the average estimated amplification factor is A ~ 4:25 ~ 10^6” ?

    Reply
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