L'olandese volante e la Fata Morgana: i miraggi

Da sempre l'uomo ha tentato di interpretare la realtà che lo circonda, alcune volte in modo corretto e rigoroso, altre in modo talmente tanto assurdo da arrivare a creare vere e proprie leggende che, tramandate nei secoli, arrivano fino a noi.

La cosa che più deve sorprendere però non sono i dettagli assurdi e fantasiosi di queste leggende metropolitane e non che ogni giorno ci tartassano le orecchie, ma è l'atteggiamento dell'uomo davanti a queste: nel ventunesimo secolo, in una società interconnessa con il web fino all'esaurimento, c'è disinformazione. Una disinformazione che mi spiazza, rattrista e lascia basito. Perché diventa più importante urlare sui social:

«OH MA CHE CAZZO NON VEDETE CHE QUEL VESTITO E' BIANCO E OROOO!!11!!!1111»

piuttosto che fare una semplicissima ricerca, sempre su internet, per capire il banale concetto che sta dietro questo ennesimo e stupidissimo trend del giorno.

[Se non sai a cosa mi riferisco dai un'occhiata qui Billy.]

La leggenda

Perdomani lo sfogo iniziale Billy, ma è tanto che non scrivevo qualcosa ed è appena finita la sessione d'esami. Ad ogni modo non ho scritto senza un motivo quel noioso preambolo: oggi parleremo di leggende, che proprio come la stupida questione del vestito vengono create quando non si riescono a dare spiegazioni ai fenomeni che sperimentiamo ma non sappiamo giustificare. Così i fulmini diventano le armi del Boss dell'Olimpo, le onde nel mare lo sfogo di ira di un Dio suscettibile e così via.

Tanto, se non c'è una spiegazione migliore, almeno la storia è carina. Forse è questo il motto.

Nasce così, tra tante, la leggenda dell'olandese volante. Vanderdecken, già condannato il giorno del battesimo ad una leggenda con quel nome impronunciabile, è un capitano temerario (tipo Schettino no?), tanto da essere conosciuto come colui che non indietreggia davanti a nessuna avversità. Un giorno, viaggiando verso il Capo di Buona Speranza, una grande tempesta colpisce la nave (poi uno dice il Karma). Ma il capitano evidentemente ha il sonno pesante, e proprio in sogno ascolta una voce che lo implora d'invertire la rotta, ma il capitano sprezzante del pericolo ha in programma dei grossi affari nelle Indie Olandesi per cui decide di non ascoltare. Il capitano allora invoca il diavolo (come chiamare un amico al telefono) e fa una scommessa: se la nave fosse sopravvissuta alla tempesta il capitano si sarebbe tenuto la propria anima per l'eternità. E tu indovina un poco cosa succede ora Billy? Il capitano riesce a sal.... La nave si spezza in due tronconi e muoiono tutti.

Tutto qui? Magari.

La morte rifiuta l'anima del capitano (in altre versioni di tutto l'equipaggio) che si mette al timone della nave e comincia a vagare in eterno nei sette mari, giusto per spaventare quei poveretti che giurano di aver visto «un vascello fantasma avvolto in una nebbia o emanante una luce spettrale i cui marinai della nave sono fantasmi, che tentano a volte di comunicare con le persone sulla terraferma».

Ok Raffale, dopo aver distrutto una leggenda affascinante e tramandata nei secoli almeno parla di qualcosa che riguarda la fisica.

Ehm, no. Aspetta Billy, hai alzato la cresta in questi mesi. Ora sali sui fagioli secchi e balla il tip tap.
A piedi nudi.

Prima devo introdurre velocemente un altro personaggio della mitologia: la fata Morgana. Sorellastra di Artù (sì, quello della spada) è nota come una guaritrice e una mutaforma, ad ogni modo munita di poteri magici molto potenti (nell'adattamento della Disney è Maga Magò).

Ti vedo confuso Billy: non trovi il nesso tra questi due strani personaggi leggendari?
Beh esso esiste ed è la luce.

Come abbiamo già provato a spiegarti qui infatti, la luce altro non è che la manifestazione di un campo elettromagnetico variabile nel tempo.

Essa viaggia mediante onde che si muovono, nel vuoto, alla velocità detta appunto della luce, ovvero c=299792458 m/s. Questo va sottolineato: nel vuoto Billy caro. Infatti nell'attraversare un materiale la luce viene deviata e rallentata.

Ora, mentre del secondo aspetto abbiamo già parlato qui, il primo è quello che davvero ci interessa per trovare il filo di Rihanna (no, non è un errore di battitura) di questo poema.

Le leggi di Snell

A regolare la riflessione e la rifrazione (ovvero come si comporta la luce nell'attraversare un materiale) ci sono le «semplicissime» leggi di Snell. Tralasciando quella sulla riflessione che non ci interessa, la legge della rifrazione è:

$$n_{2}sin\theta_{T}=n_{1}sin\theta_{I}$$

dove i termini in n sono detti indici di rifrazione che (in parole MOLTO povere e semplicistiche) sintetizzano le caratteristiche elettriche di un materiale. Per chi non fosse avvezzo al mondo delle funzioni trigonometriche diamo una spiegazione Billy-ready per interpretare quella formula: se la radiazione luminosa (sì potevo anche scrivere luce ma così fa più figo) passa da un corpo con indice di rifrazione maggiore ad uno con indice di rifrazione minore, i raggi trasmessi (quindi quelli non riflessi) vengono deviati verso l'alto, mentre nella situazione inversa succede esattamente il contrario.

E allora? Non si capisce nulla di quello che vuoi dire!

Billy ora ti spengo il computer! Zitto e ascolta!

Miraggi

La prima situazione descritta viene definita miraggio inferiore ed è quello più diffuso e conosciuto. Durante le giornate molto calde, quando l'asfalto si riscalda molto (e conseguentemente riscalda gli strati di aria più prossimi ad esso, abbassandone l'indice di rifrazione), sembra di vedere sull'asfalto pozzanghere d'acqua: in realtà quello che si sta osservando è il cielo, o meglio la sua radiazione luminosa che dall'orizzonte viene rifratta e devia fino ai nostri occhi. Il principio è lo stesso dei miraggi di oasi con annessi laghetti nei deserti di cui sono piene le storie ivi ambientate (quanto sono aulico eh?): l'immagine di questo tipo di miraggi è infatti capovolta rispetto alla prima, e ci si può trovare davanti immagini di palme che si "riflettono" nel terreno come se ci fosse dell'acqua, ingannando la nostra mente (complici sete e caldo ovviamente).

Esempio di miraggio inferiore.

NB: Ho parlato di orizzonte perché è necessario soddisfare la condizione di riflessione totale, della qualche almeno oggi non ci occuperemo, altrimenti finiamo dopodomani.

Il secondo caso, detto miraggio superiore, è più raro e stupefacente: i raggi vengono curvati verso il basso, permettendo all'osservatore di scorgere immagini che si trovano anche molto oltre l'orizzonte fluttuare nel cielo. E' questo il caso di navi e coste avvistate mentre fluttuano allegramente nel cielo sopra mari molto freddi, tipicamente nel Nord Europa.

Un esempio di miraggio superiore.

Forse in questo momento, per una volta nella tua vita, stai pensando a quello che penso io: e se i due effetti si sommassero? Qualcuno dev'esserselo già chiesto, è la risposta che ha dato ha un che di familiare: fata morgana.

Ah ma allora prima non stavi dicendo cose a caso.

Billy solo per questo pensiero t'avessa sparà mocc.

Il riferimento alla sorellastra di Artù deriva dai racconti che vedono la fata/strega artefice di visioni di fantastici castelli in aria o in terra per attirare i marinai e condurli alla morte. Inoltre in nome italiano è conosciuto in tutto il mondo perché questo fenomeno è molto frequente nello Stretto di Messina, dove circola la leggenda seconda la quale un re Barbaro giunto in Calabria stava architettando un modo per giungere in Sicilia (il ponte all'epoca ancora non esisteva......) quando una donna gli fece apparire l'isola a due passi: tuffatosi in acqua scopre che era tutto finto e muore, fine.

Tornando alla fisica, il fenomeno ottico in questione consiste in una deformazione molto spinta di oggetti che si trovano oltre l'orizzonte, che vengono compressi e allungati in maniera repentina e «casuale»: sembra di osservare una pellicola danneggiata, tanto che spesso gli oggetti sono difficilmente riconoscibili.

La differenza fondamentale con i miraggi sopra descritti è la presenza in questo caso di un condotto atmosferico: uno strato d'aria molto calda deve soprastare uno strato di aria molto più fredda, per cui avremo una situazione in cui l'indice di rifrazione varia con la quota, aumentando per poi diminuire di nuovo. Questo fa si che «sopra» i raggi vengano deviati in alto e «sotto» verso il basso generando immagini allungate e appunto distorte (oltre alla tipica fluttuazione che deriva dal miraggio superiore).

Ora tiriamo le somme di questa storia (che poi ti immagini se davvero la gente andasse lanciando 2+2 o 7+3, sarebbe molto divertente): abbiamo una nave fantasma evanescente, che compare fluttuando sulle acque solo ad alcuni fortunati navigatori ed un effetto ottico che distorce gli oggetti che si trovano oltre l'orizzonte, allungandoli e deformandoli in maniera casuale.

Una visione causata dall'effetto della Fata Morgana, molto simile alla descrizione dell'olandese volante.

Ora non voglio essere il guastafeste che ti viene a dire che Babbo Natale non esiste, voglio solo indicarti quel panzone di tuo zio e farti notare che ha la stesa voce di quel signore vestito di rosso con la barba bianca che è venuto a portarti il regalo l'altra sera, tutto qui.

Cosa hai appreso da questo kilometrico post?

Probabilmente nulla. Nella migliore della ipotesi però spero che ti abbia aiutato a capire che bisogna prendere le dicerie e le storie di corridoio con le pinze, perché dove non arriva la scienza (o in generale l'intelletto del narrante) spesso nasce la poesia.

Sì, ora mi sono sentito come Jim Morrison.

Cià Cià!