sabato 9 marzo 2013

CAEROSTRIS DARWINI: Il ragno che produce la ragnatela più resistente al mondo

Questo ragno è stato scoperto nel 2009 nel Andasibe-Mantadia National Park situato nel Madagascar.



costruirebbe una delle ragnatele più ampie conosciute, sospesa tra una sponda e l’altra di fiumi e laghi del Madagascar. Per realizzare un’impresa simile, pare che i ragni utilizzino una seta con una resistenza e un’elasticità mai rilevata fino ad ora, perfino più resistente di qualsiasi altro materiale biologico o artificiale conosciuto.
La capacità dei ragni di produrre la seta e di modellarla in strutture come le ragnatele ha rappresentato un fattore chiave nel loro successo evolutivo. Questa proteina complessa, costituita principalmente dagli amminoacidi glicina, alanina e serina, viene emessa da vari gruppi di ghiandole, presenti nella sezione posteriore dell’animale (opistosoma), sotto forma di liquido idrosolubile che una volta a contatto con l’ambiente esterno si trasforma in un filo insolubile, causando l’aumento fino a dieci volte del suo peso molecolare. Per tale ragione, fino ad oggi, si riteneva che la seta avesse caratteristiche di resistenza simili al nylon e il doppio della sua elasticità, ma la scoperta porterebbe ad una riconsiderazione delle proprietà di questo materiale assolutamente naturale.
Il team internazionale che ha condotto la ricerca è composto da scienziati provenienti da diverse università del mondo, tra cui Ingi Agnarsoon, direttore del Museo di Zoologia dell’Università di Puerto Rico, Matjaž Kuntner, responsabile dell’Istituto di Biologia presso il Centro di Ricerca Scientifica e della Slovenian Academy of Sciences and Arts, e Todd Blackledge, Professore Associato di Biologia all’Università di Akron (USA). Nello studio pubblicato sul Journal of Arachnology, Kuntner e Agnarsson si avvalgono dei dati morfologici e genetici per dimostrare l’appartenenza del ragno, denominato Caerostris darwini, a una specie del tutto nuova per la scienza e per descrivere le caratteristiche uniche della ragnatela e dell’habitat. Il C. darwini, chiamato così in onore dei 200 anni dalla nascita di Charles Darwin, e precisamente 150 anni dopo la sua pubblicazione “On the Origin of Species”, è in grado di costruire una delle più ampie ragnatele orbicolari (ovvero le reti con la caratteristica forma circolare) e di tenerla in sospeso tra le sponde dei fiumi e dei laghi, ampliandola sui corsi d’acqua fino a 25 metri di larghezza.



Nell’articolo pubblicato simultaneamente sul giornale web PLoS ONE, Kuntner, Agnarsson e Blackledge si soffermano sull’analisi delle proprietà del nuovo tipo di seta, ipotizzando che l’eccezionale estensione della ragnatela sia legata alla tessitura di una seta con caratteristiche uniche. Gli scienziati hanno dimostrato la loro ipotesi scoprendo che la seta di C. darwini combina un’alta resistenza con una forte elasticità, perché capace di assorbire 3 volte di più l’energia prima di rompersi. La seta di C. darwini, inoltre, si dimostra circa il 100% più resistente di ogni altra seta conosciuta, meritando il titolo di materiale biologico più resistente al mondo.
Il team di scienziati, grazie ad una borsa di studio della National Geographic Society, è attualmente impegnato nella ricerca delle origini di C. darwini e del perché questa specie si sia evoluta con ragnatele e con una seta dalle caratteristiche uniche. Secondo Agnarsson gli antenati di C. darwini sono stati capaci di occupare nuove nicchie combinando la costruzione di nuovi tipi di ragnatele e nuove qualità di seta.

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sabato 2 marzo 2013

LO STRANO SILENZIO DELL'UNIVERSO: perchè non abbiamo ancora incontrato E.T.


Dopo cinquant'anni di ricerche, ancora nessun segnale da ipotetiche civiltà extraterrestri. Dal paradosso di Fermi all'equazione di Drake fino alla teoria del multiverso, tutte le possibili spiegazioni della scienza allo "strano silenzio" dell'universo.





Il primo a porre seriamente la questione fu l’italiano Enrico Fermi: “Se gli extraterrestri esistono, dove sono tutti quanti?”. Una domanda posta ai colleghi fisici in una pausa pranzo ai laboratori di Los Alamos, dove si lavorava al programma nucleare americano: era la fine degli anni ’40 e si cominciava a parlare di UFO. Gli scienziati atomici discussero della questione, concludendo che i dischi volanti potevano essere difficilmente ricondotti all’attività di intelligenze aliene. Ma da buoni scienziati, Fermi e i suoi colleghi si posero il problema di capire se, almeno teoricamente, l’universo potesse ospitare civiltà extraterrestri. E qui nacque il cosiddetto paradosso di Fermi: se l’universo esiste da quasi 15 miliardi di anni, dovrebbe avere avuto tutto il tempo per permettere la nascita e l’evoluzione di numerosissime civiltà extraterrestri; ma, in tal caso, perché ancora non ci hanno fatto visita? Il tempo per lanciarsi in lunghissime crociere spaziali lo avrebbero avuto. Ci si aspetterebbe di affacciarsi su un universo brulicante di vita intelligente. Invece niente.
Sull’argomento torna ora uno dei più eminenti astrofisici viventi, Paul Davies, brillante divulgatore i cui libri sono stati pubblicati con successo anche in Italia. Edito nel 2010, il suo volume The Eerie Silence (“Un misterioso silenzio”) uscirà il mese prossimo anche da noi, col titolo Uno strano silenzio (Codice Edizioni). Il titolo, emblematico, è quasi una parafrasi del paradosso di Fermi. Quando, poco più di cinquant’anni fa, due astronomi proposero di ascoltare le onde radio provenienti dallo spazio per verificare se tra esse ci fossero segnali intelligenti, molti si aspettavano di intercettare subito un vero e proprio brulicare di comunicazioni tra stelle e pianeti. Invece, dopo decenni di ascolto, finora non abbiamo trovato nulla. Non solo gli extraterrestri non si vedono, ma non si sentono neanche.

Un’equazione per contare le civiltà extraterrestri
Eppure, alcuni importanti scienziati e divulgatori si sono messi a calcolare le probabilità che la vita intelligente si sia sviluppata altrove, nella nostra galassia e nel nostro universo; e ne sono uscite soluzioni interessanti. La più famosa è nota come “equazione di Drake” ed è stata concepita dall’astronomo americano Frank Drake nel 1961. Invitato a parlare a una conferenza sulle probabilità di vita nell’universo, Drake decise di trattare la questione affrontandola per punti: ma poiché, da buon scienziato, aveva una mente matematica, i punti della discussione vennero sintetizzati in un’equazione che è la seguente:
N=R*fpneflfifcL
Niente panico! Si tratta infatti di un’equazione nata “per gioco”: N rappresenta il numero di civiltà extraterrestri nella galassia che sono in grado di comunicare con noi. Questo valore è dato dai fattori R*, che rappresenta il tasso di formazione stellare nella nostra galassia; fp ossia la percentuale di stelle che possiedono pianeti; ne, cioè il numero di pianeti orbitanti intorno a una stella capaci di ospitare la vita; fl che indica la percentuale dei pianeti di ne dove la vita si è evoluta; fi che sta a indicare la percentuale di fl dove si è evoluta la vita intelligente; fc ,vale a dire la percentuale di fi dove si è sviluppata una tecnologia che permetta le comunicazioni radio; e infine L, la durata media di una civiltà che sia in grado di comunicare con altre sparse nella galassia.

Il numero di pianeti
 della nostra galassia
 in cui è in essere una
 civiltà tecnologica è
 di circa 530.000

Isaac Asimov, 1979 


Se ora pensate di avere tutti i dati per calcolare il numero di civiltà extraterrestri con cui entrare in comunicazione, vi sbagliate di grosso. Di fatto, conosciamo con esattezza un solo termine, il primo. Per gli altri, tiriamo a indovinare (o quasi). Fino alla metà degli anni ’90, per esempio, non avevamo alcuna certezza che le altre stelle possedessero intorno a sé dei pianeti, come nel nostro sistema solare. Lo ipotizzavamo, sia per modestia – perché il nostro sistema solare dovrebbe essere unico? – sia perché le teorie sulla formazione del nostro sistema planetario sembravano adattarsi bene anche alle altre stelle. Ma “vedere” pianeti extrasolari non è semplice: nemmeno oggi li vediamo direttamente, ma strumenti di rilevamento più potenti e importanti programmi d’osservazione dallo spazio ci hanno permesso di individuare centinaia di pianeti extrasolari, alcuni più grandi di Giove, ma altri simili alla Terra. Insomma, fp è un numero molto grande: sembra che la stragrande maggioranza delle stelle, tutto sommato, abbia il suo contorno di pianeti.
Il problema successivo, però, è molto più complesso: è possibile che su quei pianeti si sviluppi la vita? Teoricamente, la vita come la conosciamo ha bisogno solo di due cose: ossigeno e acqua allo stato liquido. Probabilmente, possono esistere forme di vita che sguazzano in ambienti per noi invivibili; ma non prendiamoli in considerazione. Pianeti con queste caratteristiche sembrano esistore a bizzeffe. Questo vuol dire che su di essi si sviluppi inevitabilmente la vita? No. In realtà, molti scienziati ritengono che la nascita della vita complessa – e poi intelligente – sulla Terra sia un evento quasi fortuito. La possibilità che quest’eventualità si ripeta altrove è molto scarsa; ma poiché stiamo parlando di grandi numeri, non è una probabilità nulla. Qui però entriamo nel campo delle mere ipotesi.
Qualcuno molto qualificato ha tuttavia provato a riempire la formula di Drake con numeri reali. L’astronomo americano Carl Sagan, nella famosa trasmissione televisiva da lui condotta, Cosmos (una sorta di “Quark” made in Usa), propendeva per il pessimismo, giungendo a calcolare non più di 10 civiltà aliene con le quali potremmo in questo momento entrare in contatto, se ne avessimo i mezzi. Un calcolo più ottimistico è stato compiuto dal famoso scrittore di fantascienza e grande divulgatore Isaac Asimov: nel suo saggio Civiltà extraterrestri (1979), un classico sull’argomento, ancora attualissimo nonostante la ricerca abbia fatto enormi passi avanti, Asimov stimava per il termine “N” di Drake un numero enorme: 530.000 civiltà intelligenti sarebbero presenti nella galassia in questo stesso momento. Ma resta allora la domanda: dove sono tutte quante?

Ascoltare l’universo in cerca di un segnale
Ipotizziamo che il limite della velocità luce (o di quella dei neutrini…) non sia valicabile in nessun modo. È stato calcolato che una civiltà intelligente, anche viaggiando molto al di sotto della velocità della luce, impiegherebbe meno di dieci milioni di anni per visitare l’intera galassia: una frazione trascurabile rispetto ai miliardi di anni di vita della Via Lattea. Eppure, non abbiamo ancora tracce di visite extraterrestri, volendo escludere gli UFO. Non ci resta che provare ad ascoltare il cielo per intercettare eventuali segnali intelligenti. Non è necessario produrli con consapevolezza: le onde elettromagnetiche viaggiano nel vuoto cosmico alla velocità della luce a bassissima energia e le normali trasmissioni televisive possono arrivare ad anni-luce di distanza. Così come gi abitanti di Epsilon Eridani dovrebbero poter intercettare in questo momento le immagini dell’11 settembre 2001 (la stella in questione è a circa 10 anni-luce dalla Terra), così noi dovremmo riuscire a captare le loro canzoni trasmesse in modulazione di frequenza o le immagini di un quiz televisivo alieno.

L’universo delle radiofrequenze, tuttavia, è immenso. Dove cercare con esattezza? Non basta infatti puntare i radiotelescopi verso stelle specifiche, ma cercare questi segnali intelligenti all’interno di frequenze ben precise. Alla fine degli anni ’50 sulla rivista Nature gli astronomi Giuseppe Conconi e Philips Morrison proposero di cercare sulla frequenza 1420 MHz, che corrisponde a una lunghezza d’onda di21 centimetri. È la frequenza d’emissione dell’idrogeno, l’elemento più comune dell’universo. Un’altra possibilità è la frequenza di 1665 MHz, a una lunghezza d’onda di 18 centimetri: la frequenza d’emissione dell’ossidrile. Perché? Perché unendo idrogeno e ossidrile viene fuori l’acqua, che riteniamo essere la base della vita nell’universo. Se una civiltà extraterrestre volesse farsi riconoscere, riteniamo che dovrebbe farlo in questa “finestra” d’emissione nota come “water hole”. Un termine che rimanda all’immagine di una pozza d’acqua nel deserto sterile del nostro cosmo, ma che vuol dire anche “buco nell’acqua”.

Alcune soluzioni al paradosso di Fermi

Il fisico e cosmologo inglese Paul Davies


In effetti, molti temono che il progetto SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), che si barcamena tra croniche mancanze di fondi e inevitabile scetticismo, si concluda con un buco nell’acqua. Dopo cinquant’anni d’ascolto, da quel “water hole” non è uscito fuori nessun segnale intelligente. È per questo che il fisico Paul Davies ha parlato di uno “strano silenzio”. Nel suo libro, avanza alcune ipotesi in proposito. Per esempio, la maggior parte delle civiltà intelligenti nell’universo potrebbero essere così diverse da noi da non essere interessate alla comunicazione interstellare. Fondamentalmente, il cosmo brulicherebbe di alieni con i quali non varrebbe la pena scambiare quattro chiacchiere. Ma un’altra spiegazione è ancora più inquietante e riporta all’ultimo fattore dell’equazione di Drake, “L”: la durata media di vita di una civiltà intelligente. Chi dice che siamo destinati a vivere in eterno, o comunque a perdurare per un bel pezzo? Forse, stiamo procedendo speditamente verso l’autodistruzione. Una tesi condivisa da Drake e da Asimov, e in parte anche da Davies: forse le civiltà intelligenti sono votate all’autodistruzione entro poche centinaia d’anni. Per questo, non c’è abbastanza tempo per stabilire una comunicazione. E allora, il silenzio dell’universo diventa davvero inquietante, come suggerisce il titolo inglese del libro.
C’è anche una soluzione ottimistica all’onnipresente paradosso di Fermi, che lascia un po’ spazio alla fantascienza: forse, come in Star Trek, le civiltà davvero intelligenti (a differenza nostra) della galassia sono confederate in una grande ONU spaziale e vigilano sulle specie che si stanno gradualmente affacciando all’universo, come la razza umana. Appena saremo degni, usciranno allo scoperto proponendoci di aderire al loro ristretto club interstellare. È una tesi che affascina anche Davies. Ma il più grande fisico teorico oggi vivente, l’inglese Stephen Hawking, non la pensa allo stesso modo. Hawking ha a più riprese messo in guardia da potenziali civiltà extraterrestri che potremo scoprire: “Il contatto con la vita aliena potrebbe essere disastroso per la razza umana”. Dopo tutto, potrebbero comportarsi come gli europei quando giunsero per la prima volta in America: come le civiltà precolombiane di allora, anche la nostra razza potrebbe estinguersi sotto il peso schiacciante della superiorità tecnologica dell’invasore. Secondo Hawking, quindi, anche se gli alieni quasi certamente ci sono, è meglio non incontrarli.
Una teoria ancora più avanzata prende spunto da quella che è oggi una delle più affascinanti tesi cosmologiche: quella del multiverso. Il nostro universo non sarebbe che uno degli infiniti universi esistenti. Questa bizzarra ipotesi è in realtà oggi accettata da un numero crescente di scienziati perché spiegherebbe alcune curiose coincidenze del nostro universo. Le costanti fondamentali che regolano il cosmo sono infatti assai particolari: se differissero di meno dell’1% dal valore che possiedono, la vita come la conosciamo non si sarebbe potuta evolvere. Questa strana coincidenza è stata spiegata con diverse teorie, tra cui il controverso “principio antropico” di John Barrow e Frank Tipler che, nella sua forma estrema, sostiene che l’universo è così perché fin dalla sua nascita era previsto che desse vita alla razza umana. Egoismo antropocentrico? Forse, ma la teoria regge. In questo caso, non potrebbero esistere nel nostro universo altre civiltà. Ma se il nostro fosse solo uno dei tanti universi, non solo verrebbe a cadere l’antropocentrismo implicito nel ragionamento di Barrow e Tipler, ma si spiegherebbero meglio queste coincidenze e sarebbe possibile immaginare infinite civiltà extraterrestri, ciascuna dominante nel suo universo confezionato “su misura”. Peccato che non potremo mai entrare in contatto con loro.
Certo, esiste anche un’ultima soluzione. È quella di Fermi o di Stephen Webb, che all’argomento ha dedicato un libro definitivo: Se l’universo brulica di alieni… dove sono tutti quanti? Webb propone 49 soluzioni al quesito, riservandosi una cinquantesima per sé: la peggiore. Siamo davvero soli e l’universo, per citare Carl Sagan, non è che un enorme spreco di spazio.

I 10 PARADOSSI PIU INCREDIBILI DELLA SCIENZA



Dal famoso gatto di Schrodinger al paradosso dei gemelli di Einstein, fino ai viaggi nel tempo.



Quanti di noi si sono lasciati convincere dalla storia della tartaruga che batte Achille nell’immaginaria gara podistica descritta dal filosofo greco Zenone? Ben pochi. E una ragione c’è: Zenone si sbagliava. L’eminente fisico della Royal Society di origine irachena, Jim Al-Khalili, lo spiega nel best-seller La fisica del diavolo, dove elenca i 10 più curiosi e incredibili paradossi della scienza, “esperimenti mentali” che dimostrano le bizzarrie della scienza ma in cui non mancano, a volte, degli errori logici. Vi presentiamo quest’affascinante top ten senza però svelarvi le eventuali soluzioni individuate da Al-Khalili, per non togliervi il piacere di leggere il suo libro.

 

"La fisica del diavolo", ed. Bollati Boringhieri.



1. Il gioco a quiz
Chi ha visto qualche puntata del celebre show televisivo Affari tuoi avrà familiarità con questo paradosso, nato infatti da un’analoga trasmissione popolare negli Stati Uniti: Let’s Make a Deal. Il concorrente ha tre scatole, in una sola delle quali ci sono le chiavi della nuovissima auto messa in palio. Sceglie la B, con una possibilità su tre di sbagliare. Il conduttore gli offre cento dollari per abbandonare il gioco; al rifiuto del giocatore, alza la posta fino a 500 dollari. Quindi, decide di mettere il concorrente in una situazione più chiara: apre una delle due scatole rimanenti, la A, che si rivela vuota. Le chiavi sono quindi o nell’altra o nella scatola B scelta dal concorrente. Ma anche davanti a un’offerta di mille dollari, questi rifiuta e decide piuttosto di scambiare la sua scatola con la C. Perché lo fa? Perché è convinto che così facendo la probabilità di vincere raddoppia. E, che ci crediate o no, ha ragione. Anche se un trucco c’è. Se volete candidarvi come concorrenti ad Affari tuoi, dovreste davvero scoprirlo!
2. Achille e la tartaruga
Il mitologico eroe della Guerra di Troia era noto non solo per la sua invulnerabilità, ma anche per la sua velocità: lo chiamavano Achille pie’ veloce. Il filosofo greco Zenone nel V secolo a.C. sostenne però che avrebbe perso in una gara di velocità con una tartaruga, nel caso in cui alla tartaruga fosse stato dato anche solo un piccolo vantaggio partendo un paio di minuti prima. Zenone vuole dimostrare che Achille avrebbe impiegato un tempo infinito per raggiungere la tartaruga, in quanto la distanza tra A e B, cioè tra la sua posizione e quella della tartaruga, si sarebbe certo dimezzata in pochi istanti, ma nel frattempo la tartaruga sarebbe avanzata di un passo, fino al punto C. Achille avrebbe dovuto impiegare altro tempo per coprire il segmento B-C, e nel frattempo la tartaruga sarebbe arrivata nel punto D. E così via all’infinito. Perché nella realtà ciò non avviene? Perché Zenone, pur nella sua intelligenza, non aveva le idee chiare sul concetto fisico di velocità. Altrimenti, avrebbe di sicuro puntato tutto sulla vittoria di Achille.
3. Il paradosso di Olbers
Se l’universo è infinito, e così anche il numero di stelle che contiene, perché la luce delle stelle che arriva sulla Terra non è tale da illuminare il cielo a giorno? Il dubbio era venuto a parecchi astronomi e uomini di scienza finché non venne presentato in tutta la sua problematicità da Heinrich Olbers nel XIX secolo. Olbers presentò una soluzione: gli spazi interstellari non sono vuoti ma ricchi di gas e polveri che bloccano la luce delle stelle. La tesi però non reggeva: dopo pochi milioni di anni, tali nebulose di gas si sarebbero surriscaldate per via dell’energia assorbita e avrebbero preso anch’esse a emettere luce. La vera soluzione al problema è arrivata negli anni ’30 del secolo scorso, quando alcune sensazionali osservazioni sulla reale natura dell’universo hanno portato a scoprire qualcosa che nessun astronomo avrebbe immaginato prima di allora: l’universo è in espansione.
4. Il diavoletto di Maxwell
Il secondo principio della termodinamica costituisce probabilmente la legge più ferrea e inviolabile della fisica. Nella sua formulazione classica, prevede che un corpo più caldo può trasferire calore a un corpo più freddo, ma non viceversa senza apporto di energia. James Maxwell, il grande fisico della termodinamica, immaginò però un esperimento mentale capace di mettere in crisi questo principio. In una scatola divisa in due da una chiusa c’è un gas la cui temperatura, da entrambe le parti, è uguale. Un diavoletto microscopico, non più grande di una molecola, ha però la capacità di distinguere le singole molecole del gas. Quando ne vede una più veloce, apre la chiusa e la fa passare dall’altra parte. Alla lunga, il gas sarà ora diviso: da una parte tutte le molecole veloci, che imprimono energia e quindi producono calore; dall’altra tutte le molecole lente, che quindi lasciano il gas freddo. Sembra davvero che, senza apporto di energia dall’esterno, ci sia stato trasferimento di calore in un modo che in natura non è possibile osservare. Il paradosso ha fatto impazzire generazioni di fisici, ma oggi il campo dell’informazione quantistica dimostra che il diavoletto non potrebbe barare come aveva immaginato Maxwell.

Potendo agire sulle singole molecole, il diavoletto di Maxwell crea l'ordine dal caos senza dispendio di energia, violando (apparentemente) il secondo principio della termodinamica.
5. L’asta nel fienile
La teoria della relatività di Einstein è piena di situazioni che vanno oltre il senso comune. Una di esse è nota come il paradosso dell’asta nel fienile e deriva dall’ipotesi che, a velocità prossime a quelle della luce, un oggetto diventa più corto rispetto allo stato di quiete. Un’astronave che viaggi a velocità relativistiche apparirà molto più corta di quando è partita. Ora, ipotizziamo di avere un atleta con un’asta lunga esattamente quanto un fienile. L’atleta prende a correre verso il fienile, che è aperto, a una velocità vicina a quella della luce. L’asta si accorcia per cui ci sarà un momento in cui sparirà all’interno del fienile prima di riapparire dal lato opposto. Ma per l’atleta, è il fienile che si avvicina a velocità relativistiche, ed è il fienile che si riduce: per cui egli sperimenterà che l’asta esce dall’altra parte prima ancora di essere completamente entrata nel fienile. I due punti di vista sono ugualmente corretti e questo dimostra fino a che punto può spingersi il concetto di “relatività”.
6. Il paradosso dei gemelli

Il gemello che viaggia a velocità relativistiche invecchia più lentamente.
Anche questo proveniente dalla teoria della relatività, è sicuramente più famoso del precedente. Il vostro fratello gemello parte su un’astronave che viaggia a velocità vicine a quelle della luce verso Alpha Centauri, il sistema stellare più vicino. Lo raggiunge in cinque anni, e torna dopo altrettanti. In tutto, sulla Terra sono passati dieci anni e voi avete in effetti dieci anni in più di quando vostro fratello è partito. Ma ora che è tornato, scoprite che per lui gli anni trascorsi sono solo sei, perché a quelle velocità il tempo rallenta, in questo caso del 60%. Vostro fratello è tornato più giovane, rispetto a voi, di quattro anni! Ma un momento: per l’astronauta, il viaggio è durato sì sei anni, invece di dieci, ma dal suo punto di vista è sulla Terra che il tempo è rallentato, per cui per voi che siete rimasti qui sono passati solo tre anni e mezzo! Chi ha ragione? Non certo tutti e due. Vi diciamo solo che sarà il vostro fortunato fratello astronauta a invecchiare più lentamente, non voi qui sulla Terra.
7. Il paradosso del nonno
Chi non ha mai visto Ritorno al futuro? Il protagonista torna indietro nel tempo e cambia la storia ma così facendo mette in moto una serie di conseguenze che impediranno la sua nascita nel futuro, per cui non sarebbe mai nato e non sarebbe mai potuto tornare indietro nel tempo. La versione classica di questo paradosso suggerisce che torniate nel passato per uccidere vostro nonno quando è ancora in fasce. Un plot davvero drammatico, non solo per il nonno ma anche per voi: così facendo, impedite la vostra nascita. Un circolo vizioso difficile da sbrogliare, ma i fisici hanno cercato di individuare delle soluzioni. Secondo Stephen Hawking, si può viaggiare nel futuro – la relatività lo permette – ma non nel passato proprio perché tali paradossi sono proibiti dalle leggi della natura. Secondo altri, se anche riusciste a cambiare il passato, creereste solo un’altra linea narrativa, un altro universo in cui il presente è diverso da quello che avete lasciato.
8. Il diavoletto di Laplace
Il matematico e fisico francese Pierre Simon de Laplace.

C’è un altro diavoletto nella storia dei paradossi della fisica. A immaginarlo fu il grande fisico e matematico francese dell’età napoleonica, Pierre Laplace: convinto determinista, sostenne che un intelletto sufficientemente ampio da conoscere tutte le forze della natura e tutte le posizioni di tutti gli oggetti dell’universo, e capace di analizzare tali dati, conoscerebbe tutto il passato e tutto il futuro. Come vediamo, in realtà Laplace non parla di diavoli, ma di intelletti straordinariamente estesi, diabolici se vogliamo; non parla nemmeno di paradossi: la sua è una constatazione. Ma certo è paradossale l’ipotesi per cui, vivendo in un universo deterministico, non esisterebbe il libero arbitrio: tutto quello che facciamo è il frutto di situazioni precedenti e leggi preesistenti, e non il prodotto delle nostre scelte. Ma Laplace visse prima della scoperta della matematica del caos, che dimostrò l’imprevedibilità di molti fenomeni fisici, e prima dell’avvento della meccanica quantistica, che affossò per sempre il sogno di un mondo deterministico perfettamente comprensibile e prevedibile.
9. Il gatto di Schrodinger

Lo sventurato gatto di Schrodinger.
La fisica quantistica ha introdotto una serie di paradossi tra i più incredibili. Per esempio il paradosso EPR, su cui si sono scontrati i grandi padri della teoria dei quanti, da Einstein a Bohr. Ma anche questo famoso esperimento mentale che inquadra perfettamente il problema dell’indeterminazione e della dipendenza di un sistema dall’osservatore. Il fisico Erwin Schrodinger immagina una scatola con all’interno un gatto. Nella scatola c’è una minuscola quantità di materiale radioattivo, che potrebbe o meno emettere nel giro di un’ora una particella alfa. Se lo facesse, un contatore Geiger all’interno della scatola lo rileverebbe. Il contatore attiverebbe un martello che rompe una fiala di cianuro, uccidendo il gatto all’interno della scatola. Fin qui tutto bene, tranne per il gatto. Il problema è che non sappiamo se il materiale radioattivo decadrà emettendo la particella alfa finché non apriremo la scatola per scoprire se il gatto è ancora vivo. E poiché la teoria dei quanti sostiene che, finché non viene effettuata l’osservazione, l’atomo incriminato si trova in uno stato di indeterminazione, è proprio la nostra osservazione a produrre – retroattivamente – l’eventuale decadimento. Il che implica che, finché non apriremo la scatola, al suo interno il gatto è vivo e morto contemporaneamente. Non c’è da stupirsi che questo sia forse il più noto dei paradossi. Ma non cercate di usarlo per far colpo sul vostro partner, come il protagonista di The Big Bang Theory: alla gente non piace affatto parlare di gatti zombie!
10. Il paradosso di Fermi
Dove sono tutti quanti? Era questa la domanda che il fisico Enrico Fermi rivolse ai suoi colleghi a Los Alamos durante una chiacchierata in mensa sugli extraterrestri. Se davvero l’universo è così grande, con miliardi di pianeti come il nostro, e se su di essi esistono davvero civiltà intelligenti, perché non ci hanno ancora fatto visita? In tanti milioni di anni, almeno una di esse si sarà spinta al punto da indagare buona parte dei sistemi stellari dell’intera galassia. E probabilmente anche più di una: secondo Fermi, qui fuori dovrebbe essere pieno di turisti alieni. Invece niente, non ce ne sono. Siamo soli? Il grande fisico italiano credeva di sì. Esistono tante possibili soluzioni più ottimistiche a questo paradosso, che spiegano perché E.T. c’è ma non si è ancora fatto vivo. Ma esiste almeno una soluzione ancora più pessimista di quella di Fermi: tutte le civiltà intelligenti della galassia finiscono per autodistruggersi dopo poche migliaia di anni, e noi presto le seguiremo.