Come funziona il GPS? (E altre pillole di cultura generale)
Cultura Aumentata - Newsletter n° 61 - Tempo di lettura: 6 minuti
Menu del giorno: 💡 Un fatto strano ma vero / 🕵️♂️ La domandina / 🖼️ Tre età dell’uomo di Giorgione / 🔬 Funzionamento del GPS / 📖 Breve storia del GPS
- Strano ma vero -
💡 La lingua è l'unico apparato muscolare del corpo umano connesso da un lato solo.
- La domandina -
🕵️♂️ Immagina di avere un cubo pieno d'acqua con i lati da 100 cm. Se estrai dell’acqua con un cubetto da 10 cm di lato, quanti litri rimangono nel cubo originale?"
a) 90 litri || b) 99 litri || c) 99,9 litri || d) 990 litri || e) 999 litri
(Trovi la risposta in fondo alla newsletter)
- Cultura visuale -
L’opera d’arte
“Tre età dell’uomo” di Giorgione
Informazioni principali
Artista: Giorgione
Data: 1500 ca.
Corrente stilistica: Alto Rinascimento, scuola veneziana
Tecnica: Olio su tela
Dimensioni: 62 cm × 77 cm
Ubicazione: Galleria Palatina, Palazzo Pitti, Firenze
Analisi dell’opera
Giorgione è una figura enigmatica, con poche opere a lui definitivamente attribuite e dettagli scarsi sulla sua vita. Ma il suo contributo al periodo maturo del Rinascimento veneziano rimane inestimabile. I suoi lavori sono caratterizzati da significati spesso ambigui e profondi: Giorgione manipola temi e forme per creare connessioni emotive e stimolare la riflessione.
Nell’opera di oggi vediamo rappresentati tre individui di età diverse. Il giovane al centro è assorto nella lettura di uno spartito, sotto la premurosa supervisione di un adulto. Entrambi i personaggi sembrano ignari della nostra presenza. L’uomo anziano invece dirige lo sguardo all’esterno della scena, coinvolgendoci direttamente. La sua espressione è pensierosa e intensa, forse infastidita, forse addirittura giudicante.
La tecnica di Giorgione, caratterizzata da un uso raffinato del colore e una particolare attenzione per gli effetti di luce e ombra, si avvale del chiaroscuro e dello sfumato per creare un'atmosfera di intima contemplazione. L'uso dello spazio e la disposizione delle figure riflettono l'influenza di Leonardo, soprattutto nell'acuta descrizione dei volti, nelle sfumature morbide e nell'adozione di un fondo scuro che esalta il volume dei personaggi.
La scena, con la veglia dell'uomo anziano che riflette la maturazione intellettuale e con la tenerezza del giovane che protegge il bambino, simbolo di cura e continuità, a prima vista sembra catturare un momento privato e quotidiano. Invece si rivela essere un'elaborata riflessione sull'esistenza umana e sull'importanza di tramandare conoscenza e cultura dalle generazioni che ci sono state alle generazioni future.
Al quadro sono state attribuite nel tempo almeno 3 denominazioni ("Le tre età dell'uomo", "La lezione di canto", "L'educazione di Marco Aurelio"), a riprova dell’ambiguità interpretativa. Oggi si tende a mantenere il titolo più allegorico, per non connotare eccessivamente la scena e lasciare al lettore la libera interpretazione dei significati più profondi dell’opera.
- Cultura scientifica -
Ingegneria
Il funzionamento del GPS
Il GPS, sigla che sta per Global Positioning System, ovvero Sistema di Posizionamento Globale, è una tecnologia che diamo per scontata e utilizziamo quotidianamente per navigare in città o trovare il ristorante più vicino. Ma dietro questa apparente semplicità, si nasconde una complessa orchestra di tecnologie di origine militare.
Un’analogia
Immagina di esserti perso in un bosco e di avere quattro amici in punti noti del perimetro che gridano verso di te. Ascoltando attentamente, puoi farti un'idea di quanto sei lontano da ciascuno di loro. Con questi dati, potresti stimare la tua posizione esatta nel bosco. Il GPS fa qualcosa di simile, ma con segnali inviati da satelliti e a una scala molto più grande.
L’infrastruttura satellitare
Il GPS funziona grazie a una costellazione di 24 satelliti di proprietà della Difesa degli Stati Uniti, che orbitano attorno alla Terra a un’altitudine di 20.000 km.
Questi satelliti trasmettono continuamente segnali contenenti la loro posizione esatta e l'orario preciso. Un ricevitore GPS, come quello nel tuo smartphone, ascolta questi segnali per effettuare una trilaterazione, ovvero il calcolo che determina la sua posizione tridimensionale (latitudine, longitudine e altitudine).
Localizzazione e tracciamento continuo
Inizialmente, il ricevitore GPS nel telefono cerca segnali da qualsiasi satellite nel campo visivo, processo noto come "acquisizione". Una volta acquisiti i segnali da un numero sufficiente di satelliti (almeno quattro per una posizione tridimensionale precisa), il dispositivo passa alla fase di "tracciamento", mantenendo una sincronizzazione continua con questi segnali per monitorare i cambiamenti di posizione.
Errori e relatività di Einstein
I satelliti GPS si muovono a velocità elevate e sono soggetti a un campo gravitazionale più debole rispetto a quello terrestre. Secondo la teoria della relatività di Einstein, ciò significa che il tempo sui satelliti GPS scorre leggermente più veloce rispetto alla Terra. Se non si tenesse conto di questi effetti relativistici, gli errori di navigazione accumulati potrebbero raggiungere i 10 km al giorno!
Per compensare, la frequenza degli orologi a bordo dei satelliti viene regolata prima del lancio, in modo che una volta in orbita i loro orologi "ticchettino" a un tasso che compensi la prevista dilatazione del tempo.
Il sistema GPS è un'applicazione pratica della teoria della relatività di Einstein e dimostra non solo la veridicità della teoria stessa ma anche la sua importanza in tecnologie a cui ci affidiamo quotidianamente!
- Cultura umanistica -
Storia
Breve storia della tecnologia GPS
Il GPS è figlio della guerra fredda.
Fu sviluppato negli anni ‘70 dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, con l'obiettivo di fornire una navigazione precisa per le sue forze militari in ogni parte del mondo.
L’antenato
Il Global Positioning System era l’evoluzione di Transit, il primo sistema di localizzazione satellitare al mondo, introdotto nel 1959 e utilizzato dalla marina militare statunitense lungo tutti gli anni ‘60 per definire posizioni e rotte della propria flotta.
L’incidente aereo e la diffusione pubblica
Uno degli eventi chiave che spianò la strada all'uso civile del GPS fu l’episodio del volo Korean Airlines 007 nel 1983: il velivolo deviò accidentalmente nello spazio aereo sovietico e fu abbattuto. Questo tragico incidente evidenziò l'importanza di una navigazione precisa per la sicurezza dei voli civili. In risposta, il presidente Ronald Reagan annunciò che l’infrastruttura GPS, una volta completata, sarebbe stata resa disponibile per scopi civili, per prevenire futuri disastri.
Dal 1993, data di effettiva entrata in servizio per scopi non militari, il GPS si è espanso in numerosi settori, tra cui l'aviazione, la navigazione marittima, la ricerca e salvataggio, l'agricoltura di precisione, e, naturalmente, la localizzazione personale tramite smartphone e altri dispositivi portatili.
La decisione di Clinton
Nei primi anni il segnale GPS disponibile al pubblico era volutamente degradato per ragioni di sicurezza nazionale, con un processo noto come “disponibilità selettiva”. Nel maggio del 2000, il presidente Bill Clinton decise di eliminare questa restrizione, migliorando significativamente la precisione del GPS per uso civile. Tuttavia ancora oggi rimangono limitazioni all’impiego a velocità e altitudini estremamente elevate (500 m/s e 18.000 metri, rispettivamente) per impedire che il GPS pubblico sia utilizzato nello sviluppo di armi missilistiche.
P.S. La risposta della domandina è:
e) 999 litri (1000 litri - 1 litro) 🧊