Scienza: le dieci storie più affascinanti

scienza

Le leggi della scienza governano il mondo in cui viviamo e alcune scoperte compiute nel corso dei secoli hanno il sapore di vere e proprie storie che colpiscono la mente anche dei non addetti ai lavori. New Scientist, la popolare rivista di divulgazione scientifica con sede a Londra, ne ha scelte dieci.

La forza di gravità: ma che cos’è davvero? Tutti abbiamo esperienza della forza di gravità, che permette di stare vincolati alla terra, che implica la caduta dei corpi se lasciati in aria e che quindi, di fatto, impedisce a molte specie tra cui noi di volare. Ma nessuno ha mai capito veramente di che natura sia questa straordinaria forza che guida la vita sui pianeti. Varie teorie si fanno avanti da tempo, alcune delle quali cercano di trovare una particella subatomica, chiamata mediatrice, che sia implicata nello sviluppo di questa forza. Altre, come quella avanzata da Erik Verlinde dell’Università di Amsterdam (Paesi Bassi), deducono la legge fondamentale delle forze di Newton (F = m x a, dove F è la forza che agisce sul corpo di massa m soggetto all’accelerazione a) dai principi generali della conservazione dell’energia dell’universo.

Foto_forza_di_gravit

La matematica: questa grande imbrogliona. La matematica è il linguaggio della scienza, ma a volte ci inganna terribilmente e ci lascia basiti di fronte ai suoi trucchi. È quello che si sono detti gli scienziati che hanno partecipato all’ultimo 'Gathering for Gardner’, il meeting dedicato proprio a questi giochi, che si svolge ogni due anni ad Atlanta (Georgia, Usa), e che richiama matematici, illusionisti e appassionati di puzzle. Dalle lettere costruite come origami, all’influenza di particolari apparentemente insignificanti sulla probabilità degli eventi, gli scienziati si sono sfidati anche quest’anno nel trovare quale inganno della matematica sia il più riuscito.

Foto_trucchi_della_matematica

Scendere sotto lo zero assoluto: un paradosso che può diventare realtà. La temperatura assoluta è una scala che non ha valori negativi perché concepita in modo che allo zero sia teoricamente possibile la scomparsa della materia. Eppure c’è chi è riuscito ad andare al di sotto di questo ipotetico valore detto ‘zero assoluto’. In realtà ciò che si è creato, grazie alla combinazione di laser e forti campi magnetici, sono dei ‘sistemi a temperatura negativa’, per i quali alzare la temperatura corrisponde a sottrarre energia. In tal modo il concetto di diminuzione di temperatura si raggiunge non abbassandola realmente, ma invertendo l’effetto che questa opera normalmente sui corpi.

Foto_temperature_assolute

Con 248 dimensioni abbiamo la bellezza: lo dice la matematica. Si chiama E8 ed è una complessa struttura 248 dimensionale, scoperta alla fine del 1800. È così simmetrica da centrare i canoni della bellezza, e recentemente alcuni fisici l’hanno ottenuta in laboratorio sotto forma di cristalli super freddi. Avere 248 dimensioni non significa avere 248 dimensioni spaziali, come noi intendiamo le nostre 3, ma implica concetti matematici più sofisticati chiamati ‘gradi di libertà’, ovvero modi con i quali i corpi possono muoversi senza modificare la loro natura (es. traslazione, rotazione, etc.). Per questo averne 248 significa essere altamente simmetrici, dunque “belli”.

Foto_E8

Il moto tanto impossibile da vincere un premio. Può un corpo muoversi contro la gravità senza altre forze in gioco, spontaneamente? No, eppure Kokichi Sugihara del Meiji Institute for Advanced Study of Mathematical Sciences (Kawasaki, Giappone) ci ha indotti a pensarlo, creando un sistema in cui delle palline salgono su per una salita senza che ci siano magneti o altro che le spingano a farlo. Il marchingegno, frutto di un’illusione ottica, ha vinto il premio ‘Migliore illusione dell’anno 2010’.

Foto_moto_impossibile

L’acqua: il liquido più strano del pianeta. L’acqua quando solidifica diventa più voluminosa (ecco perché non bisogna mai mettere una bottiglia di vetro piena d’acqua in freezer). Questa scena, a cui siamo abituati fin dalla nascita, in realtà è una grande stranezza, perché solidificando le molecole dovrebbero avere meno libertà di muoversi e quindi tendere ad avvicinarsi, riducendo il volume (come infatti succede alla stragrande maggioranza di tutti gli altri liquidi conosciuti). Questa stranezza ha però permesso la vita sulla Terra, perché i grandi ghiacciai in tal modo galleggiano sull’acqua, permettendo in tal modo a tutte le specie che vivono nel liquido di sopravvivere.

Foto_acqua

Una sola teoria che spiega ogni cosa: una fantasia che sta diventando realtà. Si chiama ‘teoria della matrice casuale’, è stata formulata più di 50 anni fa quando gli scienziati dell’epoca ritennero che gli stati ad alta energia dei nuclei atomici pesanti (cioè con molti protoni e neutroni) fossero caotici. Oggi la stessa teoria si propone di spiegare tutta la realtà che ci circonda, dall’aumento dell’inflazione al comportamento dei solidi. Il principio alla base è che, quando sono tante le componenti di un sistema, non si può prevedere come si comporterà il singolo componente, ma possiamo scommettere che la totalità raggiungerà una certa omogeneità/regolarità dopo un certo tempo.

Foto_teoria_della_matrice_casuale

La teoria del tutto: un problema con sette sfaccettature. Non è solo la teoria della matrice casuale però a candidarsi come 'teoria del tutto'. Ce ne sono almeno altre sette, che spaziano dalla fisica atomica, alla termodinamica, alla relatività e altre teorie cosmologiche. Nessuna di queste ha mai spiegato tuttavia veramente tutto, come se in effetti la fisica non fosse una. Non abbiamo ancora trovato la verità o è veramente troppo difficile conoscere la mente di Dio che, come diceva Einstein, di certo non gioca a dadi?

Foto_teorie_del_tutto

E se l’Universo fosse un Multiverso? Lo narrava Michael Crichton nel suo romanzo ‘Timeline Ai confini del tempo’ e molti pensarono fosse frutto una mente geniale, ma molto fantasiosa. In realtà la storia, seppur condita di molti eccessi, si basa su un fondamento scientifico, noto come ‘Teoria degli Universi Paralleli’. Elaborata da Hugh Everett per primo e poi ripresa da molti scienziati del secolo scorso, parte dal principio che il nostro non è l’unico spazio esistente, ma parallelo a molti altri, potenzialmente viventi in altre epoche storiche. E così quello che noi chiamiamo Universo diventerebbe Multiverso

Foto_universi_paralleli

Nei simulatori di vita gli organismi diventano autonomi. I giochi al pc noti come ‘simulatori di vita’ sono ormai molto popolari (come quelli che simulano la vita di animali domestici virtuali), nessuno prima di Andrew Wade, un super appassionato di questi giochi bidimensionali, era riuscito a creare un sistema in grado di auto replicarsi, come se dalla virtualità avesse estratto una vita vera. L’organismo ancora non è uscito dal videogame fortunatamente, ma Wade è riuscito a dargli un’incredibile autonomia.

Foto_simulatori_di_vita

Roberta De Carolis

Cerca