1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

Sono aperto a tutte le ipotesi, dalle emissioni di masse coronali ai raggi cosmici ai neutroni piezoelettrici all'esplosione di supernovae... ma la questione a questo punto è: sapete indirizzarmi a dei grafici che mostrino in questo periodo andamenti di qualsiasi di questi fenomeni per poterli confrontare con questo? Quali di questi potrebbe ragionevolmente superare la schermatura in essere? Come potrei migliorare la schermatura per escluderli?
vi ringrazio tutti in anticipo anche perché l'argomento potrebbe diventare facilmente off-topic per questo sito...

Visto che entriamo nel merito di cosa misura l'esperimento direi che è meglio illustrarvi il setup...
- Il "sensore" del sistema è un condensatore elettrolitico da 47uF 450V nominali, usato però in configurazione "captret" ovvero i reofori "-" e "+" sono uniti insieme e formano un capo (negativo) del sensore, l'altro capo (positivo) è costituito dal guscio in alluminio del condensatore. Questo uso un po' esotico del componente ha una capacità molto minore di quella nominale (circa un centesimo) ma grosse dimensioni spaziali che sembrano importanti per l'esperimento.
- I dati raccolti sono i valori di tensione (mV) ai capi del sensore nel tempo
- Lo strumento di misura è un multimetro digitale (non professionale) collegato ad un PC tramite porta USB. Lo strumento è sempre acceso, alimentato a pile, impostato alla massima sensibilità mV in modalità corrente continua.
- Il sistema di misura prevede in serie al sensore un interruttore temporizzato che chiude il circuito ogni 60 secondi per un paio di secondi, permettendo quindi la rilevazione della misura ai capi del sensore senza interferirvi eccessivamente, lasciando il circuito aperto per il resto del tempo. Il timer è realizzato tramite un piccolo orologio a pila in cui la lancetta dei secondi è stata sostituita da un filo di rame rigido (isolato dall'orologio) che unisce ciclicamente due spazzole fisse.
- Il sensore ha un doppio sistema di schermatura dalle interferenze elettromagnetiche:
- il primo consiste un un semplice contenitore in plastica (contenitore per rullini fotografici), foderato esternamente con foglio di alluminio, nel quale è alloggiato il sensore
- il secondo consiste in una scatola di alluminio (2 teglie da forno monouso incastrate una contro l'altra) dentro la quale è alloggiato tutto il sistema: il contenitore schermato del sensore, il timer, ed il multimetro stesso. Da questa scatola esce quindi fuori solo il cavo USB per la raccolta dati sul PC. Il cavo USB stesso è collegato al multimetro tramite accoppiamento ottico monodirezionale.
- sul PC gira uno script Perl realizzato ad hoc che:
- legge dalla porta USB le misurazioni inviate dal multimetro (3-4 al secondo)
- esegue un primo filtro di compressione dei dati ignorando le rilevazioni ripetitive o oscillanti di solo 0,1mV
- mostra a video le misurazioni ed il timestamp associato
- identifica lo stato di circuito aperto registrando di questo solo il valore minimo misurato dal multimetro nei 60 secondi (frutto della deriva di questo verso il negativo)
- identifica lo stato di circuito chiuso registrando di questo solo il valore massimo misurato dal multimetro nei 2 secondi
- scrive su un file .csv le due registrazioni al minuto
- Un foglio excel carica a richiesta (o a tempo) il file .csv (anche mentre questo viene aggiornato) e compone un primo grafico grezzo contenente sia i valori minimi (derive del multimetro) che i massimi (valori reali). Delle formule excel filtrano i valori massimi, ulteriori formule excel effettuano un ulteriore livello di compressione dei dati rilevando solo i cambiamenti di questi valori massimi (massimi dei massimi). Un grafico definitivo dell'andamento dei valori effettivi viene quindi composto in tempo reale.
- Note Procedurali:
- il sensore viene inizialmente cortocircuitato a lungo per azzerare la differenza di potenziale ai suoi capi e non viene mai caricato, viene lasciato "autoricaricarsi" nelle prime ore dell'esperimento come si vede dalla curva iniziale del grafico. Scopo iniziale dell'esperimento era scoprire proprio quale fosse la causa di questa "autoricarica" spontanea, fenomeno noto e documentato dagli addetti ai lavori ma con spiegazioni scientifiche attualmente non definitive e controverse. Si legga la nota al fondo su questo argomento.
- la batteria del multimetro dopo alcuni giorni di uso ininterrotto ovviamente si scarica, come si può notare dalla stringa "batt_low" che viene registrata nei dati. Non appena ci si accorge di questo fatto, a volte anche dopo diverse ore come si può vedere, la scatola esterna viene momentaneamente aperta e la batteria viene sostituita. In questo caso il sensore rimane per qualche secondo protetto solo dal contenitore interno. Vista la continuità e la lentezza del fenomeno non ci si accorge quasi nel grafico di queste discontinuità che si notano però nel primo grafico grezzo come "buchi".
- alcuni altri "buchi" sono dovuti a crash del computer e suo relativo riavvio, in quei casi si noti che i valori del tempo elapsed ricominciano da zero, tuttavia la cosa non ha alcun impatto sul risultato per i motivi già detti sopra.
- per completezza si segnala che un primo strano "buco" si è registrato durante l'autoricarica nella prima mezza giornata di dati, per più di un'ora il multimetro non è andato in deriva quando il circuito veniva aperto, ma registrava correttamente i dati quando il circuito era chiuso. Questa cosa molto è molto strana e non si è più verificata. Se si riuscisse a trovarne la causa si potrebbe migliorare la performance del multimetro stesso!

Analisi dei risultati:
La curva del grafico della tensione del sensore, espressa in mV, inizia da zero e sale per circa mezza giornata seguendo una curva logaritmica molto regolare ed apparentemente asintotica verso i 300mV. Dalle ore 12:00 del 27/04 comincia ad oscillare con ampiezza tra i 50 e 100mV con periodi dell'ordine di grandezza del giorno.
Al fine di comprendere le possibili cause di questa oscillazione, ed in definitiva del fenomeno dell'autoricarica dei condensatori, si cerca di studiare l'andamento delle oscillazioni.
L'aspetto è tipico dell'inviluppo di curve sinusoidali di varie frequenze, si noti la presenza nel grafico di diverse forme a "w" o a "m". Le frequenze molto basse in gioco fanno venire in mente le curve delle maree, e si è quindi ipotizzata una possibile correlazione con i moti dei corpi celesti.
Si è ricercato un metodo per confrontare questo grafico con l'ipotetica marea che ci sarebbe in questi giorni a Torino (se ci fosse il mare!), o meglio con la "marea astronomica" ovvero con quella componente della marea che dipende esclusivamente dagli astri e non dalla conformazione del territorio, ma non si è riusciti a trovare informazioni di questo tipo su internet o non si è riusciti a comprenderle per mancanza di basi di cultura astronomica.
Si è provato quindi a cercare uno schema nel grafico stesso e fare delle previsioni sul suo andamento futuro come strumento di verifica. Nel foglio excel Astri.xlsx
Il file campiona un valore ogni ora dal file dei dati per mostrare un grafico "veloce" che tuttavia appare accurato. La curva è colorata in verde.
A questa curva vengono sovrapposte delle sinusoidi costruite ad hoc, sono rappresentate con altri colori e sono molto sottili. Se ne possono definire fino ad 6 diverse agendo per ciascuna sul loro Periodo, numero di Cicli nel periodo, data ed ora in cui iniziare (Culmine) e Ampiezza.
[...]

Ipotesi sull'origine dell'autoricarica dei condensatori
senza entrare nel dettaglio si possono riassumere così:
- origine chimica: almeno per gli elettrolitici è possibile pensare a reazioni chimiche che producano differenze di potenziale un po' come farebbe una pila, questo non spiega però il fenomeno nei condensatori non elettrolitici
- memoria (isteresi) del dielettrico: parte dell'energia acquisita in fase di carica viene immagazzinata nella polarizzazione del dielettrico e successivamente rilasciata sotto forma di autoricarica. questa però dovrebbe quindi diminuire nel tempo e prima o poi finire. questo non spiega però il fenomeno dell'oscillazione qui descritto
- electret: i condensatori si comporterebbero come dei piccoli "electret"
- onde gravitazionali: si veda l'affascinante lavoro di Gregory Hodowanec (http://www.rexresearch.com/hodorhys/remag86/remag86.htm ).

La marea "terrestre" è dell'ordine del 0,5 metri ed infatti è tale approssimativamente anche negli oceani aperti, quando va oltre, in una zona del Canada arriva anche a 24 metri d'altezza, è per così dire un'ingolfamento delle acque.
Il tuo grafico non mostra alcuna periodicità, e d'altra parte la marea lunare non dovrebbe avere alcun effetto elettromagnetico, inoltre il grafico è totalmente irregolare, non mostra regolarità, e i picchi sono troppo bruschi e incompatibili con eventuali maree. Tieni conto che per la rotazione della Terra, 23 H 56 M circa e il movimento della Luna, circa 28 giorni, dovresti vedere una periodicità di quasi 25 ore, con picchi massimi e minimi con periodicità di poco più di 12 ore, io non ne vedo nel tuo grafico, inoltre ancora anche il tuo circuito è teoricamente soggetto a marea ma le variazioni sono al di sotto, enormemente, della possibilità di misurazione, mentre di contro è possibile, anzi è certo, che tu non abbia potuto schermare il tuo circuito da tutte le frequenze, parlo dai raggi gamma alle onde radio chilometriche, per cui quello che stai vedendo potrebbe derivare da variazioni elettromagnetiche di origine antropica o naturale, senza contare che la principale variazione deriva dal cambio di frequenza della linea elettrica che varia secondo il carico a cui è soggetta, quando andavo all'università mi fecero vedere la variazione dovuta alla chiusura delle fabbriche, officine e uffici alle 17H, e anche se utilizzi batterie, il loro flusso non è costante, dovresti avere serie di filtri (ognuno per frequenze diverse) per alimentazione elettrica per poter essere certo di aver schermato tutto, lo hai fatto? Inoltre lo stesso strumento di misura o registrazione influisce sul circuito, come lo hai connesso al circuito? Sono tante domande a cui nemmeno io posso darti una risposta, ma solo una domanda: perchè ritieni che ci sia un'influenza mareale a causare le variazioni che hai osservato?
Ciao.
Roberto Gorelli

Roberto,
nel post precedente avevo inserito la descrizione della schermatura adottata, le modalità di connessione al circuito ed il perché di questa ricerca... comunque lo ripeto qui: lo scopo è capire la causa del fenomeno di autoricarica dei condensatori. la schermatura è realizzata mettendo il condensatore e tutto il circuito di misura dentro una scatola di metallo. il sistema è isolato elettricamente dall'esterno. solo il cavo dati esce dalla scatola e va al pc ma l'accoppiamento del cavo dati con il multimetro digitale è ottico e non elettrico.
i punti chiave dell'esperimento sono:
- l'utilizzo del condensatore in modalità "captret"
- la misurazione automatica senza intervento manuale
- la minimizzazione del tempo di chiusura del circuito per non influenzare il sensore con lo strumento
- la schermatura ed isolamento elettrico di tutto il sistema
- un lungo periodo di osservazione
in queste condizioni (necessarie) si riscontrano oltre all'autoricarica anche queste lente ed ampie oscillazioni della tensione ai capi del sensore che suppongo siano originate dalla stessa causa dell'autoricarica che sto cercando.
la forma del grafico mi ha fatto pensare per analogia alle maree e gli studi citati di Hodowanec fanno pensare ad una influenza di tipo gravitazionale (eclissi, buchi neri, supernovae) sul sensore.
Se hai qualche consiglio su come verificare/migliorare la schermatura/isolamento del sistema sarò ben lieto di applicarlo

ma no nessuna stella eccetto il sole ha effetti gravitazionali misurabili sulla terra!!
al massimo i pianeti, ma comunque il periodo sarebbe sempre sulle 24 ore.......

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Davide Ghiso
Meade Schmidt-Newton 6" (763mm F/5) - William Optics Zenithstar 66 ED - Eq6 skyscan Barlow 2x e 4x apo coma - Oculari meade superploss 26mm
Kellner 20 e 4 mm Ploss 10mm - Hiperion 8mm - Atik 383l+ monocromatic
filtri baader 36mm R,G,B,L,H-alpha - magzero mz_5 bn
Gruppo Astrofili Volontari Ingauni Albenga SV

Davide Ghiso
ma chi sarà mai questo Dario Fo!?

Non mi intendo di elettronica, per cui non so che dirti, l'unica cosa che posso dirti con certezza è che la marea lunare non può avere effetti elettromagnetici a meno che non influenzi il nucleo terrestre che a sua volta influenzi il campo magnetico terrestre, che a sua volta è pesantemente influenzato dall'attività solare. Non credo che nel forum potrai trovare aiuto, io posso solo suggerirti di parlare con qualcuno al politecnico di Torino che certamente sapranno risporderti, ma suppongo che per motivi di possibile scoperta tu sia restio a farlo.
Auguri per la tua ricerca.
Ciao.
Roberto Gorelli

Roberto,
non sto cercando effetti elettromagnetici della luna anche perché come ho scritto il sistema di rilevazione è schermato rispetto alle onde elettromagnetiche, altrimenti avrei messo un'antenna!
Sono in contatto con una persona del poli da cui sto aspettando risposta ma è riguardo un'altra ipotesi ovvero per comparare questo risultato col flusso di neutroni della radioattività di fondo, non riguardo aspetti gravitazionali.
Non ci sono segreti, tutto quello che c'è da sapere l'ho scritto sopra.
Nel frattempo ho provato a scomporre la curva del grafico ad oggi in sinusoidi semplici, quello che sono riuscito ad ottenere (a tentoni, non sono un matematico!) è la curva nera nel grafico allegato.
questa curva approssima in modo discutibile il grafico, però ha il vantaggio di essere abbastanza semplice, è la somma di 5 sinusoidi con periodo:
12 ore moltiplicato 3
12 ore moltiplicato 5
12 ore moltiplicato 7
12 ore moltiplicato 9
12 ore moltiplicato 20
quindi sommando delle armoniche di una sinusoide con periodo di 12 ore si puo ottenere una curva simile a quella ottenuta.
Penso però che mettendosi di impegno si possa ottenere qualunque curva sommando sinusoidi... Fourier docet!
Purtroppo però ignoro quale possa essere il significato fisico o astronomico di queste 5 sinusoidi, a voi dicono qualcosa questi periodi?

Ripeto per essere più chiaro, non è al 99% un fenomeno dovuto ad effetti astronomici, e sicuramente non è duvuto a neutroni!!
Ma poi perchè i neutroni, sono un flusso piccolissimo rispetto ad altre particelle!

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Davide Ghiso
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Davide Ghiso
ma chi sarà mai questo Dario Fo!?

Forse non mi sono spiegato: intendevo dire 2 o 3 mesi di osservazioni preliminari per poter dire qualcosa, poi estrazione di un possibile modello, se è possibile trovarlo con un periodo di osservazione così breve (due mesi sono comunque pochi, visto che in mezzo dovrebbero esserci effetti del moto lunare), quindi verifica delle previsioni.

Prendere dati per una settimana su un fenomeno che è atteso avere componenti di variabilità di maggior durata ed estrarre un modello più che essere "molto più scientifico", è "non scientifico".
Sarebbe come disquisire sulla vita di un uomo osservando come alcuni bambini delle scuole elementari giocano durante la ricreazione; magari dall'osservazione che i bambini mangiano le merendine e che i maschietti giocano al calcio e talvolta rincorrono le bambine si può correttamente inferire che un uomo adulto mangia, gioca a pallone e si diverte correndo dietro alle donne, ma si ottiene una descrizione non del tutto soddisfacente.

Mi sa che, ad occhio e croce, l'unica strada per tirare fuori qualcosa di periodico è proprio l'analisi di Fourier, secondo me.
Nella tua ricerca delle componenti di Fourier (sinusoidali) vedo il periodo ma non ne vedo l'Ampiezza, cioè quanta componente c'è di quella frequenza.
Comunque mi sembra di ricordare che ci sono tanti bei teoremi al riguardo che forse possono aiutare molto, se la cosa ti interessa.
Un saluto.

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Costanzo
"Una cosa ho imparato nella mia lunga vita: che tutta la nostra scienza è primitiva e infantile
eppure è la cosa più preziosa che abbiamo" (A. Einstein).

Così non risulvi nulla però, occorre anche un modello da applicare altrimenti hai tantissime belle armoniche, ma dovute a cosa non si sa!!
Anche perchè qualsiasi curva può essere approssimata tramite la sommatoria di infinite sinusoidi se compresa tra due punti finiti!
Quindi non è che se trovi una sinusoide deve essere per forza di cose legata ad un fenomeno....

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Davide Ghiso
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ma chi sarà mai questo Dario Fo!?