I misteriosi segnali LDE

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di Oliver Melis

LDE è l’acronimo di Long Delayed Echoes che tradotto in italiano suona come: Echi di Lunga Durata, sono echi radio che ritornano al mittente con un ritardo di almeno 2,7 secondi dopo l’invio di una trasmissione radio.

Sulla loro origine vi sono diverse ipotesi scientifiche.

A notare il fenomeno fu nel 1927 l’ingegnere civile Jørgen Hals nella sua casa vicino ad Oslo, in Norvegia. Hals registrò un secondo eco radio che arrivava con notevole ritardo dopo che si era concluso l’eco radio primario della trasmissione. L’inspiegabile fenomeno lo portò a consultare il fisico norvegese Carl Stormer. Hals spiegò che oltre alla eco principale, ne registrava una seconda più debole, dopo circa tre secondi. La potenza del segnale era compresa tra 1/10 e 1/20 del senale principale. La sorgente era sconosciuta.
La spiegazione però non venne trovata nemmeno con l’aiuto di un’altro fisico, Balthasar van der Pol che aiutò Hals e Stormer ad indagare sull’origine degli echi, ma la natura sporadica dei segnali e la variazione della durata dei ritardi, non permisero di trovare una spiegazione soddisfacente.

Gli echi misteriosi si sono ripetuti da allora fino ai nostri giorni, Aleksandr Grigor’evich Shlionskiy elenca 15 possibili spiegazioni naturali, suddivise in due gruppi:
Le ipotesi che spiegano gli echi come riflessi delle onde che avvengono nello spazio esterno e quelle
Le ipotesi che spiegano gli come riflessi che si verificano invece nella magnetosfera terrestre.

1 – Riflessione dalla Luna (e dai pianeti).

2 – Riflessione di segnali con ritardo di 4-8 secondi dalle superfici solide di grandi meteoriti e le nubi di ionizzazione circostanti che circolano attorno alla Terra oltre l’orbita lunare.

3 – Riflessione da gruppi di nubi di gas ionizzato nelle regioni di Lagrange-Trojan. ( Terra-sole L1 , ritardo di circa 10 sec o Luna-terra L4 o L5 , ritardo di circa 2,5 sec)

4 – Riflessione da una superficie toroidale formata da flussi di particelle cariche emesse dal sole. Questa è l’ipotesi originale di Størmer del 1928. L’esistenza di tali regioni toroidali con particelle intrappolate nel campo magnetico terrestre è stata successivamente confermata ( la cintura di radiazioni di Van Allen ), ma la distanza è di soli 4-5 raggi di terra, cioè solo circa 0,2 secondi di tempo di andata e ritorno.

1 – Ritardo del segnale nelle regioni di riflessione della ionosfera (l’ipotesi di van der Pol, 1928)
2 – Canalizzazione del segnale lungo lunghe traiettorie curvilinee in prossimità di formazioni ionizzate con forme oblunghe. che si verificano al di là della terra e ruotano con essa (ipotesi di Pedersen, 1929).
3 – La somiglianza tra echi e fischi fu presto notata e fu proposto che lo stesso meccanismo potesse essere responsabile (Eckersley, 1928)
4 – Risonatori formati dalle cosiddette “bolle”, allungati lungo il campo magnetico, con una densità elettronica notevolmente ridotta e formati a 300-500 km e fino a diverse migliaia di km, che si muovono con una velocità fino a centinaia di m / S.
5 – Conversione delle onde in onde longitudinali di plasma e ritorno in prossimità di ionizzazione e disomogeneità del campo magnetico.
6 – Risuonatori ionosferici formati ad esempio da vuoti nella stratificazione F-regione, più probabile a basse e alte latitudini.
7 – Trasferimento risonante di una parte dell’energia del flusso di elettroni, viaggiando nella regione riflettente, un’onda dovuta all’interazione plasma-raggio e di conseguenza una certa compensazione dell’attenuazione (amplificazione analogico-maser). Più probabile nella regione aurorale dove i flussi di elettroni sono più forti.
8 – Memoria al plasma: l’equivalente ionosferico dell’effetto spin echo nella risonanza magnetica nucleare.
9 – Interazione non lineare. Segnali a due frequenze di lavoro, dove la differenza è vicina alla frequenza del plasma, interagendo non lineare con il mezzo.
10 – Soluzioni simil-soliton con effetti di compensazione nei media non lineari e debolmente dispersivi che portano alla comparsa di segnali di lunga durata e di conservazione della forma. L’effetto è possibile in condotti o risonatori.
11 – Moltiplica propagazione dei segnali intorno al mondo con messa a fuoco sui punti antipodali (l’ipotesi di Appleton, 1928).

R. J. Vidmar e F. W. Crawford estrapolano invece le cinque (tra queste) che potrebbero essere le ipotesi più probabili, Sverre Holm, professore di Elaborazione del Segnale presso il Centre for Imaging  dell’Università di Oslo, le dettaglia come segue.

Prima spiegazione: i segnali radio possono oltrepassare la ionosfera per poi essere canalizzati nella magnetosfera ad una distanza di diversi raggi terrestri verso l’emisfero opposto dove saranno riflessi sopra la ionosfera. Il tempo di andata e ritorno varia con la latitudine geomagnetica del trasmettitore ed è tipicamente nell’intervallo di 140-300 ms. Più a nord si trova la stazione e più grande è il ritardo. Tuttavia a causa del breve ritardo osservato, questo fenomeno non può essere considerato un vero e proprio LDE.

Seconda spiegazione, che attualmente è considerata la più probabile: i segnali radio rimangono intrappolati tra due strati ionizzati dell’atmosfera e da li continuano ad essere riflessi sino a quando, trovando un vuoto nello strato inferiore, non riescono a sfuggire verso la bassa atmosfera.

Terza spiegazione: i segnali radio interagiscono con onde di plasma provenienti dal Sole nella parte alta della ionosfera.

Quarta spiegazione: la riflessione è generata da nubi di plasma solare al di fuori dell’atmosfera.

Quinta spiegazione: due differenti segnali si possono combinare per generare un segnale di frequenza diversa che se interagisce con il plasma solare genera un eco di tipo LDE.

Nessuna di queste ipotesi però spiega il fenomeno in modo soddisfacente. Solo il primo meccanismo è ben definito, e nessuno degli altri quattro è abbastanza consolidato da meritare il termine “teoria“. I fenomeni sono spesso fugaci e soprattutto non ripetibili, inoltre non è ancora del tutto chiaro come la magnetosfera interagisca con il vento solare.

Vi sono anche delle ipotesi alternative, alcuni infatti credono che gli LDE siano generati dalle aurore boreali dopo le tempeste solari, altri ancora che essi siano delle doppie riflessioni Terra-Luna-Terra (in inglese EME): il segnale viene riflesso dalla Luna, il segnale riflesso viene riflesso a sua volta dalla Terra, torna verso la Luna ed infine viene riflesso nuovamente verso la Terra.

Nel 1973 l’astronomo Ducan Lunan propose che gli echi radiofonici osservati da Stormer e Van der Pol nel 1928 avrebbero potuto essere le trasmissioni di una sonda Bracewell, un artefatto costruito da una civiltà extraterrestre che cerca di comunicare con noi facendo rimbalzare indietro i nostri segnali.

Infine, secondo il Dr. Volker Grassmann questi echi potrebbero essere semplicemente dei falsi, una burla, dal momento che generare arbitrariamente segnali di questo tipo non è complicato per un radioamatore esperto.

Fonte: /heim.ifi.uio.no; http://phobosproject.blogspot.com