Soggetto: Fisica

Lo studio della luce ha accompagnato tutta la scienza moderna. Indagando la sua natura si è sviluppata la meccanica quantistica e si è arrivati a un nuovo modo di interpretare la realtà, in cui le particelle diventano onde e le onde si comportano come particelle.

La costanza della velocità della luce ha permesso lo sviluppo della relatività speciale, aprendo la strada verso una nuova comprensione dello spazio e del tempo. Il comportamento della luce, influenzato dalla gravità, ha addirittura dimostrato come lo spazio, oltre che a contrarsi o allungarsi, possa torcersi e come la gravità cambi il fluire del tempo.

Il libro si chiude con la spiegazione dei vari modi in cui la luce nasce, dalle cariche accelerate alla radiazione di Hawking, dalla prima luce del Big Bang al laser. Sono tutti concetti strani e affascinanti, che l’autore spiega nel modo più semplice possibile, spesso ricorrendo a esempi e aneddoti, mantenendo un tono informale, accattivante e divertente.

Gli autori del best-seller internazionale Perché E=mc²? si rimettono al lavoro per affrontare un’impresa ambiziosa: mostrare che tutti possono comprendere gli interrogativi più profondi della scienza.

In Perché E=mc²? Brian Cox e Jeff Forshaw hanno portato i lettori alla frontiera della scienza del ventunesimo secolo per spiegare e rendere semplice l’equazione più celebre del mondo. Ora, con la stessa accattivante chiarezza e un entusiasmo contagioso, si confrontano con la meccanica quantistica, una delle teorie fisiche più affascinanti, ma notoriamente ostica al grande pubblico.

Semplicemente: cos’è la meccanica quantistica? Come si lega con le teorie di Newton e di Einstein? E soprattutto, come facciamo a essere certi che sia una teoria valida? Il regno subatomico vanta una reputazione ambigua, sospesa tra la capacità di previsioni concrete e sbalorditive sul mondo che ci circonda, e la genesi d’innumerevoli malintesi.

Ne L’universo quantistico svelato Cox e Forshaw fanno piazza pulita di ogni confusione, offrendo un approccio illuminante e accessibile al mondo della meccanica quantistica, mostrando non solo cos’è e come funziona, ma anche perché è così importante.

L’universo visto da dentro, secondo le leggi che lo governano, riassunte in poche fondamentali formule matematiche.

A partire dal modello elementare del cosmo, il libro percorre i dubbi e le idee dei principali scienziati padri della fisica e della cosmologia contemporanea, in un percorso dal microcosmo al macrocosmo, dalla legge di gravitazione universale di Newton alle particelle elementari fino all’espansione dell’universo.

Una trattazione dei temi fondamentali della fisica guidata dalla matematica, integrata da esempi numerici e molteplici richiami storici anche a idee e scoperte tuttora valide ma spesso trascurate.

L’equazione più famosa del mondo, spiegata da due scienziati di grande livello nel modo più accessibile, piacevole e istruttivo. Brian Cox e Jeff Forshaw si spingono alla frontiera della scienza del XXI secolo per riflettere sul vero significato della sequenza di termini matematici che creano l’equazionesimbolo di Einstein, E=mc².

Spiegando i termini uno per uno, si chiedono: cos’è l’energia? Cos’è la massa? Cosa c’entra con energia e massa la velocità della luce? Per rispondere, ci portano fino a un esperimento tra i più grandi mai esistiti: l’acceleratore di particelle noto con il nome di Large Hadron Collider, che si snoda per 27 km nel sottosuolo di Ginevra, a cavallo del confine tra Francia e Svizzera. Usando questa macchina gigantesca – in grado di ricreare le condizioni dell’universo poche frazioni di secondo dopo il Big Bang – Cox e Forshaw descrivono la teoria contemporanea sull’origine della massa.

Insieme a energia e massa, la terza componente dell’equazione è “c” – la velocità della luce – probabilmente la più affascinante. Perché la velocità della luce permette la conversione tra energia e massa? La risposta è davvero il cuore della questione: gli autori mostrano che per comprendere realmente E=mc² si deve prima capire perché si possa viaggiare nel futuro ma non nel passato e come si muovano i corpi del nostro mondo tridimensionale in uno spaziotempo a quattro dimensioni. In altre parole, si deve capire come è fatta la struttura fondamentale e profonda del nostro mondo.

Una storia dell’atomo da Democrito alla fisica moderna, con la scoperta di elettrone e nucleo, fino alla fisica quantistica, per capire la struttura del mondo.

A partire dalle riflessioni degli antichi, la grande avventura intellettuale alla ricerca dell’atomo passa attraverso la nascita della scienza e conduce alla moderna descrizione di come è costruita la materia, come interagisce e quali leggi la governano.

Un percorso ricco di temi sia scientifici sia filosofici nella continua dialettica tra vuoto e materia, continuo e discreto, parte e tutto, onda e particella, caso e necessità.

Perché la matematica è il linguaggio perfetto per rivelare i segreti della natura? E come ci si sente a essere i primi in assoluto a predire qualcosa di inatteso riguardo l’Universo?

Questa è la storia degli scienziati che, proprio grazie a formule teoriche matematiche, hanno predetto l’esistenza di sconosciuti pianeti, buchi neri, invisibili campi di forze, oscillazioni nello spaziotempo, insospettate particelle subatomiche e persino l’antimateria. Quegli scienziati sono «gli stregoni», ovvero quelle menti visionarie che sanno estrarre miracolose descrizioni straordinariamente accurate da ciò che fino ad allora era solo oscurità.

Un incredibile viaggio dalla predizione alla dimostrazione attraverso quasi due secoli di ricerca scientifica, dagli studi di Parigi e di Cambridge al fronte russo devastato dalla guerra, fino ai bunker accanto ai reattori nucleari, agli osservatori astronomici a Berlino e in California, agli enormi tunnel sotto il confine franco-svizzero; il tutto alla luce del mistero centrale della scienza: il suo miracoloso potere predittivo.

Nella storia della scienza, e nella storia in generale, non si può prescindere dal concetto di tempo, passando per le idee di tempo assoluto, relativo, irreversibile.

Il contributo più noto, o almeno il più popolare anche se non sempre realmente compreso, è stato quello di Einstein, che tolse ai fisici, e non solo a loro, l'illusione nata con Galileo e Newton che il tempo fosse universale.

Oggi la termodinamica insegna che il tempo ha una direzione preferenziale, in avanti, ed è irreversibile, come Prigogine mise a fuoco negli ultimi decenni del Novecento.

Il volume aiuta a capire come si possano misurare i rapporti di causa ed effetto, e i tempi diversi fra quelli del pianeta Terra e degli esseri che esso ospita. Temi questi assolutamente decisivi poiché ne va della sopravvivenza dell'intero sistema o, come lo chiamava Lovelock, di Gaia.

Un suggestivo manifesto a favore della fisica, che nello stile di un Boezio degli anni duemila fa scoprire il potere rasserenante della contemplazione dell’universo e delle sue leggi.

In un’età divisa e in perenne conflitto, Tim Radford, storico editorialista scientifico di «The Guardian», si volge verso le meraviglie dell’universo per trovare consolazione.

Dal lancio della missione Voyager per approfondire la conoscenza di pianeti, stelle e galassie, all’individuazione del pianeta interamente composto da diamanti e grafite; dalla scoperta del bosone di Higgs ai tentativi di dimostrare la teoria del Big Bang, Le consolazioni della fisica procurano al lettore un inimmaginabile piacere, guidandolo dalle più minuscole particelle alle meraviglie dello spazio profondo.

Cos’hanno in comune un aforisma di Yogi Berra, giocatore di baseball americano, e la leggendaria lettura tenuta al Caltech nel 1959 da Richard Feynman? “Basterebbe osservare!”, esortano entrambi.

“Basterebbe osservare” per capire il vivente, come si fa con un microscopio. L’occhio permette un dettaglio del decimo di millimetro ma la vita si svolge sulla scala del miliardesimo di metro tra DNA e proteine, cellule, tessuti e organi. Con un pezzo di vetro curvo e i colori dell’arcobaleno si può penetrare nel vivente svelando i segreti della vita.

Alberto Diaspro conduce in un viaggio dal microscopio di Galilei ai super microscopi che consentono di muoversi nelle quattro dimensioni dello spazio e del tempo e di vedere oltre l’immaginabile. Ed ecco che gli occhi avranno super poteri. In fondo non è Magia ma Microscopia.

La fisica spiega il funzionamento della Natura a ogni livello, dall’immensità dell’Universo alle particelle subatomiche, e le sue leggi si possono tradurre anche in formule di comportamento nelle relazioni interpersonali.

Un viaggio dell’intelletto fra concetti che raramente sono stati accostati: la metrica dei comportamenti umani, il principio di azione e reazione nelle relazioni interpersonali, la termodinamica degli esseri umani, le leggi della dinamica e le interazioni tra le persone.

Un libro che si rivolge a chiunque gestisca rapporti umani negli ambiti familiari, lavorativi e sociali; e racconta come, a fronte del nostro sforzo di coltivare una dimensione “tecnica” e psicologica nelle relazioni, la nostra natura – o meglio la Natura, di cui facciamo parte – ci mostra qualche scorciatoia per capire meglio noi stessi e gli altri.

“Un viaggio dell’intelletto fra concetti che raramente sono stati accostati.”

Roberto Cingolani, Leonardo S.p.A.

“Questo libro vi contagerà positivamente.”

Pierangelo Garzia, Istituto Auxologico Italiano