La mappa interattiva dell’Universo

Maestro Roberto 28/11/2022

L’immensità dell’universo non ci consente di immaginare una sua rappresentazione grafica.

In realtà, un gruppo di astronomi ha recentemente elaborato una mappa interattiva dell’universo osservabile, che è stata creata a seguito della conversione effettuata ai dati raccolti in 15 anni dallo Sloan Digital Sky Survey.

In questa mappa possiamo osservare una grande varietà di oggetti cosmici rappresentati; dai quasar blu alle galassie ellittiche.

Per la sua elaborazione sono state utilizzate le osservazioni effettuate dall’osservatorio Apache Point situato nel Nuovo Messico, che hanno catturato 200mila galassie, ognuna delle quali raggruppa miliardi di stelle e mondi ancora da scoprire.

Va precisato che i 200.000 oggetti mostrati sulla mappa non costituiscono la totalità dei dati ottenuti dalle osservazioni. Infatti, se tutti gli oggetti presenti sulla mappa dovessero essere rappresentati, finirebbero per sembrare un incomprensibile mare di puntini.

Per darvi un’idea di quanto sia vasto l’universo solo la Via Lattea, che ha un diametro di 100.000 anni luce, rappresenta un solo pixel della mappa.

Per esplorare la mappa dovete scorrere fino in fondo alla pagina fino a trovare un’opzione chiamata Explore the map sul lato destro dello schermo e cliccarvi sopra.

E sebbene la mappa non offra la possibilità di esplorare ogni angolo dell’universo, è almeno utile per fornire l’idea di quanto sia insignificante il nostro pianeta all’interno del vasto mare di oggetti cosmici.

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Maestro Roberto

James Webb ha visto la galassia più antica

Quella che per gli astronomi e per il telescopio spaziale Hubble era poco più di un puntino di luce si è rivelata una delle galassie più antiche, se non la più antica mai scoperta e frutto della fusione di galassie ancora più vecchie. A raccontarci tutto ciò è il telescopio spaziale James Webb. La collaborazione internazionale di un progetto chiamato Glass del James Webb Space Telescope ha effettuato osservazioni dettagliate della galassia soprannominata Gz9p3, che si vede come era appena 510 milioni di anni dopo il Big Bang.

Miliardi di stelle. Una galassia dunque, dell’Universo ancora infante, visto che ora ha 13,8 miliardi di anni. Il gruppo di lavoro ha scoperto che, proprio come molte altre galassie primordiali osservate dal JWST, Gz9p3 è molto più massiccia e matura di quanto ci si aspetterebbe per una galassia dell’Universo da poco nato. In quella galassia infatti, sono già presenti miliardi di stelle, mentre invece ci si attenderebbe la presenza di solo qualche centinaia di milioni di astri.

Gz9p3, la galassia in fusione più brillante conosciuta nei primi 500 milioni di anni dell’Universo (osservata tramite JWST) A sinistra: la fotografia mostra un nucleo a “doppio nucleo” all’interno della regione centrale, indice della fusione di due galassie. A destra: i contorni del profilo di luce rivelano una struttura allungata e grumosa prodotta dalla fusione delle galassie. Dietro di essa la presenza di materiale fuoriuscito dallo scontro, che sembrerebbe ancora in atto.

Frutto di uno scontro primordiale. Gz9p3 accresce il mistero dell’Universo primordiale in quanto non solo è più massiccia del previsto, ma è circa 10 volte più massiccia di altre galassie osservate dal JWST in epoche simili della storia dell’Universo. Spiega Kit Boyett, membro del gruppo di ricerca e dell’Università di Melbourne, per la pubblicazione Pursuit dell’Istituto: «Solo un paio di anni fa, Gz9p3 appariva come un singolo punto di luce attraverso il telescopio spaziale Hubble, ma ora utilizzando il JWST abbiamo potuto osservare questo oggetto con un certo dettaglio com’era 510 milioni di anni dopo il Big Bang, circa 13 miliardi di anni fa. Gz9p3 è semplicemente straordinaria. Oltre alle dimensioni e alla maturità, anche la sua forma rivela indizi sulla sua creazione».
Gli astronomi hanno potuto determinare che Gz9p3 ha una forma complessa con due macchie luminose che rivelano due nuclei densi. Ciò indica che Gz9p3 è stato probabilmente creato quando due galassie primordiali si sono scontrate nell’Universo neonato. Questa collisione poteva essere ancora in corso nel periodo in cui gli astronomi hanno studiato Gz9p3 con il JWST.

Più stelle del previsto. «L’immagine JWST della galassia – spiega Boyett – mostra una morfologia tipicamente associata a due galassie interagenti. E la fusione non è terminata, perché vediamo ancora due componenti. Quando due oggetti massicci si uniscono in questo modo, di fatto nel processo eliminano parte della materia che apparteneva a ciascuna di esse.

E tutto ciò lo si può osservare nelle immagini del Webb».

Oltre a determinare l’età, la massa e la forma di questa antica galassia, Boyett e colleghi sono riusciti a sondare più in profondità Gz9p3, per esaminare la popolazione stellare di queste galassie in collisione. Poiché le stelle giovani sono più luminose delle loro controparti più vecchie, di solito dominano le immagini delle galassie. «Per esempio – dice Boyett – una popolazione giovane e brillante, nata dalla fusione delle galassie, che ha meno di qualche milione di anni, supera per luminosità una popolazione più anziana che ha già più di 100 milioni di anni».

I metalli delle stelle. Utilizzando la spettroscopia (il meccanismo in grado di determinare la composizione delle stelle) gli astronomi sono riusciti a separare le due categorie in questa galassia primordiale. Le stelle più vecchie sono più ricche di “metalli”, in quanto hanno già fuso tutto l’idrogeno in esse contenuto, il quale si è trasformato in elio che a sua volta, fondendo, ha dato origine ai metalli che si osservano. Ciò significa che le stelle più vecchie sono più ricche di metalli rispetto alle stelle più giovani, che sono ancora dominate dall’idrogeno e da una certa quantità di elio. Da questo studio gli astronomi hanno scoperto che la popolazione di vecchie stelle in Gz9p3 era molto più grande di quanto si sospettasse in precedenza.

Mentre gli astronomi erano consapevoli di questo ciclo di vita e morte stellare e del crescente arricchimento di metalli delle successive generazioni di stelle, le osservazioni di Gz9p3 indicano che le galassie potrebbero essere diventate “chimicamente mature” più velocemente di quanto si sospettasse in precedenza. In altre parole, le due galassie si sono arricchite di stelle molto velocemente e ciò, molto probabilmente, è legato proprio alla loro fusione. Quando le galassie si scontrano, infatti, possono accelerare la formazione delle stelle non solo in numero, ma anche nella velocità con la quale nascono, si accrescono e muoiono.

Anche la nostra Galassia. La maggior parte delle grandi galassie dell’Universo sono cresciute in questo modo; la nostra galassia, la Via Lattea, mostra essa stessa una storia di fusioni. Oggi la Via Lattea forma stelle a un ritmo stentato, ma questo cambierà quando entrerà in collisione con la nostra vicina galassia, Andromeda, tra circa 4,5 miliardi di anni.

Ciò causerà un afflusso di gas che darà il via a un nuovo attacco di nasciate stellari.

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Gli estremi dell’Universo

Focus 26/03/2024

Mostre virtuali generate dal computer

Ho scoperto da poco un sito affascinante e ve lo voglio raccontare. Si chiama Digital Curator ed è un generatore di mostre virtuali basato sulla cosiddetta ‘intelligenza artificiale‘.

Si tratta di un algoritmo capace di selezionare per tema i dipinti di un archivio di 196.116 opere conservate in 91 musei di Austria, Bavaria, Repubblica Ceca e Slovacchia. In pratica quello che faccio io manualmente con le mie raccolte iconografiche!

Ma vediamo subito come funziona e quali elementi aggiuntivi contiene, rispetto a una ricerca fatta con i sistemi che ho raccontato sia sul blog che in alcuni webinar.
Proviamo a navigare dentro una delle tante mostre già presenti sul sito. Basta andare sulle tre lineette a sinistra e selezionare Browse exhibition.

Scegliamo uno dei percorso presenti. Ad esempio Living Spaces. Per visualizzare le opere su desktop occorre scorrere la pagina in orizzontale, andando verso destra. Su dispositivi mobili invece si scorre in verticale, verso il basso.
Quello che appare è davvero straordinario: il sistema ha selezionato 2.333 opere in un arco di tempo tra il 1700 e il 1950 mettendo assieme cinque parole-chiave che appartengono ai dipinti di interni (arredamento, tavolo, sedia, finestra e porta).Poco dopo compare un diagramma che riporta sulle ascisse l’epoca e sulle ordinate la percentuale di immagini che contengono gli elementi cercati in rapporto al totale delle immagini dell’archivio. È interessante notare, ad esempio, che il punto più alto del grafico si colloca intorno al 1875, epoca in cui era appena nato l’Impressionismo e in cui l’interesse per le scene di vita quotidiana era al suo massimo storico.

Altrettanto interessante è la parte seguente. Iniziando a scorrere le opere si potranno notare alcuni elementi dentro ciascun dipinto contornati da un rettangolo con una percentuale: si tratta della probabilità che quell’elemento corrisponda a una delle parole-chiave.Se un oggetto è inequivocabilmente un tavolo allora avrà una percentuale di corrispondenza molto alta. Se l’intelligenza artificiale ha qualche dubbio, la percentuale sarà più bassa.

Sul lato destro dell’opera compaiono in alto i dati tecnici (titolo, autore, anno, luogo di conservazione) e in basso le parole-chiave individuate. Potrete notare che ogni dipinto ne riporta anche altre rispetto a quelle utilizzate per creare la mostra. Questo qui sotto, ad esempio, ha anche Building, House e Putto. Ma questi elementi non sono evidenziati con i rettangoli perché non fanno parte della ricerca.

Tuttavia, se clicchiamo su una qualsiasi di queste parole-chiave, si genera automaticamente una nuova mostra virtuale. Proviamo a farlo con Window, un tema che, come sapete, mi sta molto a cuore…Il sistema in questo caso mette assieme 731 dipinti, dal 1300 al 1900, che contengono una finestra.
Molto utile è, anche in questo caso, il diagramma. Il tema della finestra, infatti, ha un andamento diverso rispetto al percorso sugli interni. Ha un picco nel Rinascimento, epoca di tante scene sacre con finestra sullo sfondo, per poi diminuire nel corso del Cinquecento. La risalita avviene gradualmente a partire dal Seicento e soprattutto nell’Ottocento.

Adesso vediamo come generare una mostra in base a un tema di nostra scelta (ma comunque incluso nelle chiavi della piattaforma). Dobbiamo tornare all’inizio della mostra e scegliere la funzione in basso a sinistra Select motifs.

Si aprirà un menu in cui è possibile indicare una o più parole-chiave, l’arco temporale desiderato e il nome che vogliamo dare alla raccolta. Queste qui sotto sono le voci della mostra che avevamo già trovato pronta nello spazio Browse Exhibition.

Proviamo a cambiarle. Scegliamo elementi che possano costituire una scena sacra, ad esempio angelo e Madonna, e impostiamo l’arco temporale massimo.

Andiamo a vedere subito il diagramma: è molto diverso dai precedenti. Il picco massimo per questi due soggetti assieme è a metà del Trecento; da quel momento subisce una discesa fino al Cinquecento per non risollevarsi mai più.Chiaramente questi dati non vanno intesi in senso assoluto perché dipendono dalle opere presenti nei musei considerati, tutti nell’Europa centrale. Probabilmente, se ci fossero state le opere dei musei italiani, il grafico avrebbe avuto una forma diversa, considerata la grande quantità di arte sacra fino all’età barocca.

Tra le opere selezionate ce ne sono di notevoli.

Ma anche opere che non c’entrano nulla. Ad esempio dame con cupidi o regine con i figli scambiate per la Vergine con angeli.

In questo caso emerge in grandissimo limite dell’intelligenza artificiale: non è in grado di riconoscere il contesto, di distinguere una scena galante o un ritratto di corte da una scena sacra. Per il sistema basta che la donna abbia abiti abbondanti e l’altra figura sia di dimensioni minori.Per altro nel secondo dipinto ha individuato ben sei Madonne. E però non può essercene più di una all’interno di una scena sacra (a parte le altre Marie nei compianti…). Non si tratta di sedie o di finestre.
Facciamo un altro tentativo con il tema del teschio inserendo Skull tra le parole-chiave. La raccolta, generata in 0,3 secondi, mostra un diagramma ancora differente dai precedenti. Stavolta, dopo un picco nel Rinascimento, vediamo un’inesorabile ascesa dall’Ottocento in poi, fino al Contemporaneo.

Anche in questo caso, però, l’algoritmo ha preso qualche abbaglio dal momento che ha considerato teschi una natura morta con uva e uno stemma nobiliare.

Questi difetti di riconoscimento sono gli stessi per cui un utente di Facebook può trovarsi con il profilo segnalato per aver condiviso una Venere di Tiziano: all’intelligenza artificiale manca spesso l’intelligenza culturale, quella di sapere distinguere l’arte – per lo meno quella acclarata, storicizzata – dalla pornografia.
E tuttavia questo strumento rimane senz’altro interessante, specialmente per scopi didattici. Selezionare gli elementi e osservare la loro occorrenza temporale è un esercizio formidabile per ricostruire quel profondo legame tra l’arte e la storia, tra la cultura e la società. Una capacità che riesce – per il momento – a renderci un po’ più intelligenti delle macchine.

DidatticArte 30/10/2022

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