Lezioni di fisica - restaurate perché imperdibili

Primo segnale delle onde gravitazionali create dalla collisione fra 2 buchi neri 1 miliardo anni fa

Ecco un mini libro ad altissima densità di contenuti. Scienza estremamente stimolante, fisica e astronomia, quelle scienze che da sempre ti hanno affascinato; dai tempi del liceo, almeno.

C'entra un libro così in un blog dove si parla soprattutto di (altri) animali?

Si, c'entra, secondo te. Provi a spiegare perché.

L'approccio scientifico che caratterizza questo libro e le scienze di cui parla, ci può aiutare a inquadrare homo in un contesto più ampio di quello a cui lui stesso è abituato. Ci toglie dai comodi e rassicuranti pensieri antropocentrici - ma illusori e pericolosi. Ci inserisce in una visione cosmica di ampiezza mozzafiato. Smettiamo di essere i tiranni dittatori del nostro insignificante cortile sul retro di casa, e diventiamo viaggiatori del cosmo, ciascuno di noi infinitesimale ed effimero quanto mai, ma con la possibilità di riscoprire le infinite relazioni con tutti gli altri infinitesimali individui viventi -sul pianeta che abitiamo, l'unico su cui per ora possiamo stare e di cui abbiamo esperienza diretta.

Un domani, si vedrà.

Riporti qualche passo, senza nemmeno il tentativo di fare una sinossi o un riassunto come fossero appunti da studiare, ma in maniera, per così dire, impressionìstica e casuale Il libro va letto, e apprezzato nella sua compatta discorsività.

1. Albert Einstein e Teoria della Relatività -  "Il puro genio: il campo gravitazionale non è diffuso nello spazio: il campo gravitazionale è lo spazio. Questa è l'idea della teoria della relatività generale". "[...] lo spazio [...] è una delle componenti 'materiali' del mondo. Un'entità che ondula, si flette, si curva, si storce. [...] siamo immersi in un gigantesco mollusco flessibile".

"[...] è la natura curva delle pareti [dello spazio] a far ruotare [i pianeti]. I pianeti girano intorno al Sole e le cose cadono perché lo spazio si incurva".

"E qui si apre la ricchezza magica della teoria. Una successione fantasmagorica di predizioni". "non è solo lo spazio a incurvarsi, e anche il tempo".

"Lo spazio può distendersi e dilatarsi [...] lo spazio si [increspa] come la superficie del mare [...] le onde gravitazionali [...].

2. I quanti - "[...] gli elettroni non esistono sempre. Si materializzano in un luogo, con una probabilità calcolabile, quando sbattono contro qualcos'altro. I ' salti quantici' da un'orbita all'altra sono il loro modo di essere reali: un elettrone è un insieme di salti da un'interazione all'altra". "[..] questi salti [...] avvengono [...] largamente a caso".

"Le equazioni della meccanica quantistica e le loro coneguenze [...] restano misteriose: non descrivono cosa succede a un sistema fisico, ma solo come un sistema fisico viene percepito da un altro sistema fisico". "Significa [...] che dobbiamo accettare l'idea che la realtà sia solo interazione".

3. L'architettura del cosmo - "La trama stessa dell'universo, spruzzata di galassie, dobbiamo immaginarla mossa da onde simili alle onde del mare, talvolta così agitate da creare i varchi che sono i buchi neri". "[...] questo universo solcato da grandi onde [...] questo cosmo immenso, elastico e costellato di galassie, è cresciuto per una quindicina di miliardi di anni...".

4. Particelle - "Non esiste vero vuoto, che sia completamente vuoto. Come anche il mare più calmo visto da vicino ondeggia leggermente e freme, così i campi che formano il mondo fluttuano a piccola scala e possiamo immaginare le particelle di base del mondo, continuamente create e distrutte da questo fremere, vivere brevi effimere vite". "[...] il mondo è un pullulare continuo e irrequieto di cose, un venire alla luce è uno sparire continuo di effimere entità. Un insieme di vibrazioni [...]. Un mondo di avvenimenti, non di cose".

"Una manciata di tipi di particelle elementari che vibrano e fluttuano in continuazione, fra l'esistere e il non esistere, pullulano nello spazio anche quando sembra non ci sia nulla [...]".

5. Grani di spazio - "La gravità quantistica a loop è un tentativo di combinare relatività generale e meccanica quantistica [...]. "Lo spazio [...] è [...] qualcosa di dinamico: una specie di immenso mollusco mobile in cui siamo immersi, che si può comprimere e storcere". "[...] lo spazio [è] formato da grani, cioè da 'atomi di spazio' [...] minuscolissimi [...] inanellat[i] con altri simili, formando una rete di relazioni che tesse la trama dello spazio".
"[...] sparische anche l'idea di un 'tempo' elementare e primitivo, che scorre indipendentemente dalle cose". 
"Questo [...] significa che [...] il cambiamento è ubiquo, ma i processi elementari non possono essere ordinati in una comune successione di istanti".

"Il momento del rimbalzo [il buco nero], quando l'intero universo è compresso in un guscetto di noce, è il vero reame della gravità quantistica: spazio e tempo sono del tutto scomparsi, il mondo è dissolto in una pullulante nuvola di probabilità". 

"Il nostro universo può essere nato dal rimbalzo di una fase precedente, passando attraverso una fase intermedia senza spazio e senza tempo".

6. La probabilità, il tempo, e il calore dei buchi neri - 
"Non appena c'è calore [...] il futuro è diverso dal passato.  [...] L'attrito produce calore. E subito siamo in grado di distinguere il futuro dal passato [...]. [...]La differenza fra passato e futuro esiste solo quando c'è calore. Il fenomeno fondamentale che distingue il futuro dal passato e il fatto che il calore va dalle cose più calde alle cose più fredde". 
"Il motivo [...] è il caso. [...] la nozione di probabilità. [...] è statisticamente più probabile che un atomo della sostanza calda, che si muove veloce, sbatta contro un atomo freddo e gli lasci un po' della sua energia, che non viceversa". 

"La probabilità in gioco nella scienza del calore è legata in un certo senso alla nostra ignoranza". 

"Cosa c'entra quello che sappiamo o non sappiamo con le leggi che governano il mondo? [...] La prevedibilità o imprevedibilità del loro comportamento [...] riguardano la limitata classe delle loro proprietà con cui noi interagiamo. Questa classe dipende dal nostro specifico modo di interagire [...]".

"Ma noi esseri coscienti abitiamo il tempo perché vediamo solo un'immagine sbiadita del mondo. Da questo sfocamento del mondo, nasce la nostra percezione dello scorrere del tempo".

"Il calore dei buchi neri e una Stele di Rosetta scritta a cavallo di tre lingue - Quanto, Gravità, Termodinamica - che attende di essere decifrata per dirci cosa sia davvero lo scorrere del tempo".

In chiusura: noi - "Noi esseri umani [...] del mondo che vediamo siamo anche parte integrante, non siamo osservatori esterni. Siamo situati in esso. La nostra prospettiva su di esso è dall'interno. Siamo fatti degli stessi atomi e degli stessi segnali di luce che si scambiano i pini sulle montagne e le stelle nelle galassie". 

"[...] questo nostro essere parte, e piccola parte, dell'universo [...] Pensavamo di essere una razza a parte, nella famiglia degli animali e delle piante, e abbiamo scoperto che siamo discendenti dagli stessi genitori di ogni altro essere vivente intorno a noi. Abbiamo bisnonni in comune con le farfalle e con i larici. Siamo [...] [dobbiamo] accettare di essere uno fra gli altri. Specchiandoci negli altri e nelle altre cose, impariamo chi siamo".

"Se siamo speciali, siamo speciali come è speciale ognuno per se stesso, ogni mamma per il suo bimbo. Non certo per il resto della natura. Nel mare immenso di galassie e di stelle, siamo un infinitesimo angolo sperduto; fra gli arabeschi infiniti di forme che compongono il reale, noi non siamo che un ghirigoro fra tanti".

"Le immagini che ci costruiamo dell'universo, vivono dentro di noi, nello spazio dei nostri pensieri. Fra queste immagini - fra quelloche riusciamo a ricostruire e comprendere con i nostri mezzi limitati con i nostri mezzi limitati - e la realtà della quale siamo parte, esistono filtri innumerevoli: la nostra ignoranza, la limitatezza dei nostri sensi e della nostra intelligenza, le condizioni stesse che la natura di soggetti, e soggetti particolari, mette all'esperienza".

"Queste condizioni [...] [sono] a posteriori dell'evoluzione mentale della nostra specie, e sono in evoluzione continua. Non solo impariamo, ma impariamo anche a cambiare cambiare gradualmente la nostra struttura concettuale e ad adattarla a ciò che impariamo [...] il mondo reale di cui siamo parte. [...] Seguiamo tracce per descrivere meglio questo mondo. [...] 

"Questa è la scienza. La confusione fra queste due diverse attività umane, inventare racconti e seguire tracce per trovare qualcosa, è l'origine dell'incomprensione e della diffidenza per la scienza di una parte della cultura contemporanea. [...]. Il confine è labile. I miti si nutrono di scienza e la scienza si nutre di miti. Ma il valore conoscitivo del sapere resta. [...] Il nostro sapere riflette quindi il mondo [...] rispecchia il mondo che abitiamo".

"Questa comunicazione fra noi e il mondo non è qualcosa che ci distingue dal resto della natura. Le cose del mondo interagiscono in continuazione l'una con l'altra, lo stato di ciascuna porta traccia dello stato delle altre, si scambiano di continuo informazioni le une sulle altre".

"Come può lo scambio continuo di informazioni nella natura produrre noi stessi e i nostri pensieri?". 

"[...] che significa che siamo liberi di prendere delle decisioni, se il nostro comportamento non fa che seguire le leggi della natura?". "Non c'è nulla in noi che sfugge le regolarità della natura. Non c'è nulla in noi che violi il comportamento naturale delle cose".

"La soluzione [...] quando diciamo che siamo liberi, ed è vero che possiamo esserlo, ciò significa che i nostri comportamenti sono determinati da quello che succede dentro noi stessi, nel cervello, e non son costretti dall'esterno. Essere liberi [...[ significa che i nostri comportamenti [...] sono determinati dalle leggi della natura che agiscono nel nostro cervello".

"Io, come voleva Spinoza, sono il mio corpo". 

"I nostri valori morali, le nostre emozioni, i nostri amori, non sono meno veri per il fatto di essere parte della natura, di essere condivisi con il mondo animale, o per essere cresciuti ed essere determinati dai milioni di anni dell'evoluzione della nostra specie. Anzi, sono più veri per questo: sono reali". 

"Della natura siamo parte integrante, siamo natura, in una delle sue innumerevoli e svariatissime espressioni".

"Quanto è specificamente umano non rappresenta la nostra separazione dalla natura, è la nostra natura.

"La vita sulla Terra non è che un assaggio di cosa può succedere nell'universo. La nostra anima non ne è che un altro".

"Noi siamo una specie curiosa, l'unica rimasta di un gruppo di specie (il genere 'Homo') formate da almeno una dozzina di specie curiose. Le altre specie del gruppo si sono già estinte [...] ". 

[100.000 anni fa, la partenza dall'Africa]
[30.000 anni orsono, la scomparsa dei Neanderthal]

"Penso che la nostra specie non durerà a lungo. Non pare avere la stoffa delle tartarughe, che hanno continuato ad esiste simili a se stesse per centinaia di milioni di anni, centinaia di volte di più di quanto siano esistiti noi. Apparteniamo a un genere di specie a vita breve".

"Ma immersi in questa natura che ci ha fatto e che ci porta, non siamo esseri senza casa, sospesi fra due mondi [...]. No: siamo a casa. La natura è la nostra casa e nella natura siamo a casa. Questo mondo strano variopinto e stupefacente [...] non è qualcosa che ci allontana da noi, è solo ciò che la nostra naturale curiosità ci mostra della nostra casa. Della trama di cui siamo fatti noi stessi. Noi siamo fatti della stessa polvere di stelle. Non facciamo che essere quello che non possiamo che essere: una parte del nostro mondo".

Sertte brevi lezioni di fisica
Carlo Rovelli
2014, Adelphi

Questi contenuti erano scritti in forma diversa in questo precedente post. Hai voluto rimetterle qui, perché quella presentazione sacrificata e anche con molti refusi, non ti soddisfaceva. Questo libro, merita(va) un omaggio migliore. Ed eccolo.