Categorie: Le origini Spazio-Tempo Stelle
Tags: elettroni favola fotoni
Scritto da: Vincenzo Zappalà
Commenti:14
La realtà è solo una delle tante versioni della favola dell’Universo? **
Determinismo, evoluzione dell’Universo, attori, scelte, decisioni, gravità, entropia…
Quante belle parole che dicono tutto e niente. Si avvicinano ai perché, ma poi ci girano intorno o tornano indietro. Eppure sarebbe così semplice se ci affidassimo a una favola per bambini o poco più. In parte l’ho già scritta, ma in questo periodo dell’anno possiamo permetterci di scriverla in modo (quasi) completo… E se poi non è la realtà, poco male: abbiamo già visto come sia praticamente impossibile definirla… o, quantomeno, quante realtà ci siano, tutte versioni di una stessa favola. Anzi, dovremmo coniare un termine nuovo, dato che né fiaba né favola possono riferirsi a un racconto che non vede l’uomo come protagonista.
Non ci chiediamo perché e come, fatto sta che in un tempo brevissimo, proprio in uno di quei luoghi che ancora non sappiamo descrivere e nemmeno possiamo cercare di capire (una singolarità della “nostra” attuale realtà), nascono i due più importanti e simpatici attori dell’Universo: i fotoni e gli elettroni. Amici e nemici per la pelle, hanno perfino messo in ombra gli altri compagni di viaggio che, magari, prima o poi si prenderanno la rivincita (ad esempio, i neutrini). Molti altri attori iniziali sono durati e durano pochissimo, altri sono usati come mattoni primordiali e altri ancora come messaggeri. Un paio sono sicuramente altrettanto fondamentali, ma giocano un ruolo di riserva, stando abbastanza lontani dalle azioni più irruenti (protoni e neutroni). Hanno le loro leggi o forze che li tengono insieme e li fanno reagire in un ambito molto ristretto, ma poi si curano poco dei giochi azzardati degli elettroni. In fondo, questi ultimi, con le loro bizzarrie, difendono il nucleo più interno della materia, anche se si divertono a plasmarla e a modificarla, giocando con l’energia come se fosse una bacchetta magica.
Piccoli o grandi salti, fughe improvvise, momenti di calma ed ecco che dall’idrogeno si arriva fino all’uranio. Un lavoro immane, che deve essere fatto costruendo creature immense come le stelle . Gli elettroni si curano poco delle forze espresse dai nuclei atomici e, quando proprio vogliono, sanno superarle, stimolando perfino i nuclei a giocare d'azzardo. Chiedete all’elio come riesce a formarsi… e via via fino al ferro…
Le stelle, macchine adatte a costruire gli elementi, ma governate sempre dai nostri piccoli amici che spesso e volentieri riescono a coinvolgere anche i più apatici neutroni e protoni (la meravigliosa avventura dall'atomo alle stelle l'abbiamo raccontata QUI). I fotoni non farebbero niente senza gli elettroni e gli elettroni non farebbero niente senza i fotoni. Gli elettroni sono pronti a modificare la materia, ma solo le punture dei fotoni possono stimolarli a farlo. Durante queste punture, nasce il miracolo della vita e dagli elettroni stessi nascono nuovi fotoni pronti a punzecchiarli di nuovo.
Creature meravigliose, veri e propri folletti o gnomi dei boschi. Sembrano confusionari, dispettosi, ma in fondo sanno molto bene quello che fanno. Sono proprio loro che prendono le decisioni e fanno le scelte finali. Sono i fotoni che decidono chi deve andare avanti toccando uno specchio e solo uno stretto contatto con gli elettroni li aiuta nella scelta: noi non comprendiamo il perché di queste, ma qualcuno è riuscito a darne una perfetta descrizione e ce lo ha raccontato QUI. Un colloquio continuo, capace di miracoli e di giochi di prestigio imprevedibili secondo le nostre limitate capacità intellettive. D’altra parte anche il nostro cervello è governato e manipolato da loro due…
Possiamo dire che essi abbiano un progetto prestabilito? In linea di massima certamente sì, ma di volta in volta si inventano strategie nuove per superare gli ostacoli o, magari, solo per divertirsi. Non dimentichiamo mai che una meraviglia come l’Universo non potrebbe essere così gioioso e armonioso se non fosse tutto un meraviglioso gioco che vede i nostri due amici come bambini in cerca di emozioni e di bellezza (QUI l'avventuroso viaggio di un fotone, durato sette miliardi e mezzo di anni, raccontatoci dal suo protagonista).
Oggi, a noi sembra ancora che anche loro siano succubi di una forza troppo potente: la gravità. Sciocchezze! Siamo noi, misere costruzioni del loro divertimento, a poterlo pensare. D’altra parte, siamo sempre noi che definiamo come singolarità (QUI e QUI) i loro giochi ancora proibiti. Paura e limitatezza nostra, non certo incapacità di chi non ha perso un colpo in quasi quattordici miliardi di anni. E chissà se anche il tempo non sia una loro geniale strategia operativa per tenere sotto controllo certe azioni solo apparentemente disordinate.
Le loro opere sembrano seguire delle linee abbastanza generali. In parole molto povere, potremmo dire che le loro costruzioni più complesse durano sempre meno. Proviamo a fare qualche esempio, tanto è solo una… favola. L’oggetto più semplice tra tutti è sicuramente il buco nero, basta ben poco per costruirlo e si può usare di tutto e di più. A loro basta solo la massa. Più semplici di così… La gravità li comanda… forse sì, ma essa porta a una singolarità e mi sembra di vedere sghignazzare fotoni ed elettroni mentre eseguono i loro giochi di relatività quantistica, con i quali governano perfettamente anche questa forza così potente e misteriosa.
I grandi buchi neri hanno bisogno di una casa e di tanto spazio per tenere a bada le fabbriche della materia, sempre più complesse. L’ideale è formare qualcosa di semplicissimo: una vera città che usa proprio la gravità per stare unita e per potere far evolvere le proprie creature. Dicono che sovente elettroni e fotoni si uniscono in un luogo lontano per contemplare quelle immense strutture e si commuovano non poco nel pensare che sono stati proprio loro a costruirle.
Loro hanno anche creato strade che le connettessero, filamenti, nubi, chiamiamoli come vogliamo, ma in fondo è proprio quello che i romani hanno fatto con le loro colonie. Se si vuol facilità e rapidità nelle comunicazioni ci vogliono le strade. Un’idea, questa, che gli elettroni e fotoni hanno sicuramente inserito in tutte le creature che hanno costruito, compresi noi e il nostro cervello: anche il sangue scorre attraverso strade e così fanno gli impulsi nervosi (elettrici). I messaggeri per le comunicazioni sono proprio i fotoni, accidenti di meglio e di più veloce non si poteva trovare!
Parliamo di stelle… anche loro seguono una legge analoga: le più complesse, quelle che possono costruire gli elementi più pregiati, vivono molto meno e poi devono rimettere in circolo gli attori che le hanno formate. Le nane brune non producono niente (almeno così diciamo noi uomini, ma a volte aiutano una compagna a produrre), le giganti riescono a fornire un’energia spaventosa tale da permetterle di andare anche oltre al ferro. Tante bellissime reazioni, che, però, vedono sempre fotoni, elettroni e i loro colleghi più sedentari come ideatori e attori: contemporaneamente braccio e mente, insomma.
Poi arrivano i corpi planetari, sempre più piccoli e sempre più complessi. Solo per una breve fase della loro vita riescono a mettere assieme i regali del Cosmo (ossia dei fotoni e degli elettroni), cercando forme e disposizioni nuove. A volte agglomerati di materia riescono anche a illudersi di riprodursi da soli, senza pensare che sono sempre sotto il controllo dei due amici inseparabili.
Infine (forse) l’uomo e tutto ciò che gli assomiglia. Uno spazio limitato e un tempo di vita brevissimo. Un gioco molto complicato? Penso che per i nostri folletti dei boschi niente sia veramente complicato. Certamente, tutte quelle reazioni che devono avvenire assieme e/o a scadenze temporali perfette (ecco perché devono avere anche creato il tempo) sono impegnative e non possono andare per le lunghe. Poco male, tutto viene rimesso in circolo: uomini, animali, alberi, pietre, pianeti, stelle… sono sempre nuovo materiale per i giochi futuri.
Lo scopo finale del gioco? Qualcuno parla di entropia e pensa che andare contro al raggiungimento del valore massimo sia la ragione del perché, se si va controcorrente, la faccenda deve durare sempre meno sulla base dell’ordine raggiunto. Forse, però, è tutto più semplice. Come tutti i giochi … essi sono belli se durano poco (anche le stelle, prima o poi, si stancano di giocare...). Massima entropia = fine del gioco e tutto può ricominciare da capo. Magari anche con attori diversi… chissà.
Favole solo favole che potrebbero portare a infiniti racconti per grandi e bambini. Capire il gioco è capire l’Universo e quindi anche noi stessi. E poco importa se è necessaria anche molta fantasia (e chi ci dice che anche la fantasia non sia opera dei nostri amiconi?). D’altra parte il succo è sempre lo stesso e basta capire l’intelligenza e le capacità decisionali dei nostri piccoli-immensi attori. Noi, al confronto, siamo solo macchine... molto sofisticate, ma solo macchine o poco più.
Tu chiamala, se vuoi, meccanica quantistica…
14 commenti
Carissimo Enzo complimenti questa bellissima favola che in poco spazio e poco tempo (ops ma cosa sono realmente?) ci ha illustrato magistralmente l'Universo e i suoi attori e misteri. Il giuoco di due particelle così piccole, così importanti e , lasciamelo dire, così belle mi affascina tanto . Scusami ma con questa tua tenerezza ed , allo stesso tempo, rigorosità di spiegazione potresti essere veramente tu che , tra le righe dei tuoi articoli, potresti fare scoperte impensabili.
caro Mario,
la migliore realtà siete voi che continuate a leggermi e a condividere i miei pensieri un po' squilibrati!!!
Caro Enzo hai perfettamente ragione, anche noi siamo solo un sottoprodotto dei bizzarri giochi tra fotoni ed elettroni.
…E poi dicono che l’indeterminazione sia inconcludente…
Paolo
caro Paolino,
forza e coraggio e accettiamo questi giochi a volte dispettosi...
Nello spazio ciò che si propaga con le onde elettromagnetiche non è la materia ma uno stato dinamico,ovvero energia potenziale ed energia cinetica.L'uovo fece la gallina per fare un altro uovo.Quel bosco pieno di folletti,un po' materia un po' energia,si divertono a costruire castelli in aria,animali e piante e li fanno muovere,interagire e creare a loro somiglianza,altre cose ed eventi,mondi nuovi,dove la fantasia propone giochi diversi.Alla sera finiti i giochi,le figure scompaiono,ma le nuove forme che i giochi hanno creato, rimangono nell'aria,per essere adoperate e superate con il prossimo gioco.
Enzo, questa “favola” è bellissima e mi trovo d’accordissimo. … Io già pensavo che è tutto “scritto”, non ovviamente nel senso “classico”: il destino, l’Ente supremo etc ( o forse, queste categorie sono soltanto la trasposizione in linguaggio semplice di qualcosa di più complesso che da “poco tempo” riusciamo a vedere). E’ tutto scritto grazie alle leggi della materia, della fisica, della forma e/o altro. Date quelle condizioni iniziali, non poteva venir fuori altro che quello che “vediamo” oggi, vita compresa. Perciò penso che l’universo allegro sia pieno di vita come è pieno di pianeti e stelle. Il caso entra in gioco, ma ha un ruolo molto limitato: disturba un po’solo quello che è già “scritto”. Magari quel “un po’” cambia localmente anche molto le cose, ma su grande scala il disegno è quello e non cambia. La direzione è sempre quella.
Se il meteorite di Chicxulub fosse caduto 10 milioni di anni fa e non 60, oggi forse avremmo i discendenti dei velociraptor a dominare il mondo; da qualche parte ci sarà un pianeta che, come tutti quelli rocciosi e geologicamente “vivi”, avrà avuto sicuramente grosse eruzioni vulcaniche, ma il suo trappo siberiano magari si sarà formato quando la vita era in un’altra fase e quindi ne avrà disturbato l’evoluzione in un altro momento del suo divenire, orientandola verso un traguardo che, su uno o più altri pianeti, sarà raggiunto direttamente o perché un altro disturbo, o lo stesso disturbo, si sarà verificato in un momento diverso.
Forse l’evoluzione geologica dei pianeti rocciosi è sempre, grosso modo, la stessa (a parità di massa, composizione, stratificazione, distanza dalla stella, interazioni con altri componenti del sistema); quella della vita anche…e allora forse la biodiversità delle forme superiori, a livello cosmico, sarà dovuta alle differenze iniziali e ai disturbi esterni (esplosioni di supernova, impatti, attraversamento di nubi, passaggi ravvicinati di altri oggetti…) e alle manipolazioni che le forme evolute sono capaci di condurre su se stesse (noi ci siamo arrivati e lo chiamiamo editing genetico per rendercelo moralmente più accettabile) e sull’ambiente. Chissà?
Siamo figli delle stelle per via della nucleosintesi che in esse si è avuta, ma anche fratelli perché, come loro, siamo frutto delle stesse leggi. Qualunque sia la realtà.
La vita, messa così, è un ramo, un clade, dell’albero evolutivo dell’universo… Tanto per “fantasticare” ancora un po’ e navigare in questo mare in cui non ci si stancherebbe mai di stare, perché è molto più grande del più grande oceano…
Ciao Fiorentino, credo possa interessarti questo articolo
http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/2015/08/27/la-terra-e-unica/
vi si parla di come evoluzione biologica e mineralogica costituiscano una sorta di impronta digitale della Terra che la renderebbe diversa da qualunque altro pianeta. In altre parole: gli stessi mattoncini creati dalle supernove e messi a disposizione di tutti i pianeti che si sono formati e che si formeranno dell'Universo, darebbero luogo, in base alle sole leggi della probabilità, a forme di vita e/o a tipologie di minerali diversi in ogni pianeta.
carissimi,
il discorso di Fiorentino mi trova perfettamente in linea, anche se vorrei aggiungere un po' di "suspense"... i bimbi ci sorprendono sempre ed è difficile essere sicuri delle decisioni che prenderanno. La realtà normale può anche sembrare deterministica, ma quei discoli sono capaci di rovesciare completamente ciò che ti aspetti. Diciamo che non siamo ancora riusciti a capire la loro vera strategia che, forse, è proprio un gioco che cambia di momento in momento... Molte cose dipendono dal gioco delle probabilità. Insomma: " Non dire mai ai bambini a che gioco devono giocare..."
Enzo, ho paura che il Protone si sia offeso! O forse no, tanto Lui ha l'eternità dalla sua.
dici bene Gimar... ma so che non si arrabbiano tanto e poi devono sempre stare attenti ai loro quark che vorrebbero andare a giocare...
Fiorentino mi trovi molto daccordo , è quella la strada da percorrere ed esplorare.
... mai da soli però! Papà Protone li tiene ben stretti
Ho letto quell’articolo: bellissimo però… non voglio essere irriverente, però mi ricordo che ai tempi di Kaptein (si scriverà in altro modo, ne sono sicuro) si riteneva che l’universo fosse formato dalla nostra sola galassia e che le nebulose di lord Ross fossero nient’altro che spirali di solo gas all’interno della nostra Via Lattea. Poi, però, telescopi più grandi e le cefeidi ci hanno fatto cambiare idea (E. Hubble) … Ritenevamo di occupare il centro della nostra galassia, ma la distribuzione degli ammassi globulari (H. Shapley) ci ha costretti a cambiare idea; recentemente ritenevamo che non ci potessero essere pianeti in un sistema stellare doppio o multiplo, e abbiamo dovuto cambiare idea (sembra, ma non voglio apparire ciò che non sono, irriverente, che lassù “ci siano molte più cose di quante ne possano immaginare tutte le nostre filosofie”…)
Non voglio essere irriverente, e capisco che la scienza DEVE procedere un passo alla volta, misurando, contando, verificando, confermando o proponendo nuove spiegazioni-ipotesi di lavoro… però se uno ama fantasticare, come me…
È vero che ci sono minerali neoformati in base all’interazioene vita/non vita, ma la vita non può essere troppo diversa da pianeta a pianeta a livello metabolico; ergo anche i minerali neoformati troppo diversi non possono essere. Poi, ammesso che si formino minerali anche diversissimi (perché diversi erano quei pochi di partenza e un po’ diversa era la vita) quanto incidono questi sulle forme di vita? La vita stessa, il suo metabolismo non può essere troppo diverso da luogo a luogo. Ma questa è solo un’idea. Mi sembra troppo complicato per potersi concedere di essere troppo vario, il metabolismo. Non me ne vogliate, ma le stelle (non le conosco, non sono un fisico né un astrofisico) mi sembrano molto meno complesse di un organismo vivente visto a tutto tondo e, soprattutto, a livello “metabolico” , molecolare. Ergo, se pur nella sua semplicità relativa, il bestiario cosmico delle stelle non è tanto vario (se sbaglio…) come quello della vita sulle terra, come possiamo immaginare diversità estrema in una complessità enorme quale quella della vita? Ma è solo una eresia mia.
Sempre sul carbonio si baserà la vita (il silicio può dare la stessa chimica ma forma legami non stabili in presenza di ossigeno). Le leggi della chimica e della biochimica quelle sono… Bisognerebbe lavorare di fantasia per proporre metabolismi diversi, basati su altre molecole e altre interazioni.
Ma io non scendevo a questo livello di organizzazione, mi fermavo al livello macro.
Faccio un esempio, di fantasia.
Ammettiamo che su un pianeta come il satellite Europa, nell’oceano sottostante lo spesso strato di ghiaccio superficiale, ci sia vita. Lo strato di ghiaccio è troppo spesso e la luce non arriva nell’acqua, quindi non c’è fotosintesi: niente clorofilla; magari c’è qualche suo lontano precursore, che servirà forse a qualche altra cosa, a svolgere qualche altra funzione, m la clorofilla non c’è; oltretutto è inutile.
Ci sono però sorgenti idrotermali che sostengono vita basata sulla chemiosintesi; si è sviluppata una catena alimentare ma, lavoro di fantasia, queste sorgenti sono molto lontane tra di loro. Le forme di vita che sostengono sono o fisse al substrato o, quelle pelagiche, sono tutte planctoniche, non sono capaci di grossi spostamenti attivi; le uova, le larve, qualche adulto, trascinati dalle correnti, possono spostarsi da una sorgente all’altra passivamente ( sono plancton, vagante). Ci sono anche forme pluricellulari che, non avendo necessità di muoversi attivamente, o sono attaccate al fondo, ai camini etc, o sono planctoniche (rischiando) pure loro: in fondo non hanno necessità di mettere a punto strutture per il nuoto attivo su lunghe distanze e controcorrente. Non avendo movimenti attivi non hanno ragione di avere una simmetria bilaterale né una cefalizzazione. Sono come le meduse, come organizzazione del corpo, per quanto riguarda la simmetria e la cefalizzazione. Ad un certo punto, una delle sorgenti più importanti comincia ad esaurirsi; non ha più cibo a sufficienza per tutti, non riesce più a sostenere tutta la biomassa che c’era quando funzionava a pieno regime. A questo punto si crea una spinta selettiva, evolutiva verso la cefalizzazione e la simmetria bilaterale: le forme in brado di muoversi attivamente (necton) sono in condizioni di poter fuggire dal loro “mondo” che si sta esaurendo e raggiungere un altro camino, un'altra zona dove ci sono sorgenti attive.
Per potersi muovere, sia che l’oceano sia su un pianeta di GlieseXY, o di Trappist Z e così via, credo che, per ottimizzare lo spostamento in un ambiente fluido, liquido, cioè per spendere meno energia per, non so, chilometro percorso, dovrà, questo organismo, avere una forma idrodinamica, cioè corpo allungato, più o meno fusiforme, con appendici in grado d spingere in dietro il mezzo liquido e, per il principio di azione – reazione, spostarsi avanti verso l’altra, agognata sorgente idrotermale.
Ecco che, quindi, sia che si trovi su Trappist Z, che su Gliese 1…n, sarà fatto come, assomiglierà a un nostro pesce, a un nostro squalo (che non è un pesce s.s.), a un delfino o una balena (che sono mammiferi), o a un pinguino (che è un uccello).
Tutto qui.
Se ci sono animali che volano nel mezzo aereo che sovrasta le terre emerse di quel pianeta, dovranno avere delle appendici in grado di spingere indietro quel fluido atmosferico per potersi sorreggere in esso e volare. Se è un buon volatore, uno che si muove su lunghe distanze, avrà anche lui il bisogno di economizzare, di ottimizzare gli sforzi (di consumate meno energia per ogni chilometro percorso) e un mezzo per farlo è avere le ali lunghe e strette, perché, lo dicono le leggi dell’aerodinamica, ali fatte così offrono una resistenza minore al mezzo aereo. E infatti, da noi, per esempio, le hanno gli albatros che percorrono moltissimi chilometri senza mai posarsi…
Poi, magari, le ossa (a questo punto... “endoscheletro portante”) dell’animale che si muove sulle distese sabbiose (o altro) di un pianeta che orbita intorno ad una nana bruna, non useranno l’idrossiapatite (che magari, mineralogicamente parlando, lì non può essersi formata) ma un minerale equivalente tipico, esclusivo o meno, di quel pianeta (Kepler100000b) che può svolgere la funzione che da noi svolge l’idrossiapatite, ma un endoscheletro dovranno averlo se sono grandi come un elefante (forse; o avranno un dermascheletro come gli insetti ma che manda profondi setti verso l‘interno per farvici ancorare muscoli, organi vari e tessuti sparsi…ma certi principi quelli sono e restano).
Tutto qui.
Così si spiega, per esempio, il bestiario della fantascienza (che non fa testo, lo so) che, pur nella sua diversità, rivela una unicità di fondo: due gambe (o appendici per deambulare su substrato solido), due occhi per la visione stereo etc.
Credo, eresia pura, che la diversità delle forme (e dei minerali equivalenti usati) si abbini all’unicità (con ampie variazioni) delle strutture, unicità dettata dalle leggi fisiche.
“Una sola idea, ma variata in tutti i modi possibili affinché l’uomo potesse vedere insieme la magnificenza dell’esecuzione e la semplicità del disegno” … divino; più o meno questo scriveva il conte di Buffon, quando rifletteva sulla diversità delle forme di vita del nostro pianeta.
Nella diversità di forme macroscopiche era, è possibile intravedere una unicità di base…sulla nostra Terra.
Diverse (per adattamento a nicchie diverse e perché aventi provenienze diverse alle spalle) ma unite dai principi di base, e quindi simili. E Buffon non sapeva, dati i tempi, su molecole, biochimica, DNA, RNA, vie metaboliche etc quello che sappiamo noi oggi.
Il disegno, anche a livello cosmico, è quello dettato dalle leggi della fisica (demiurgo vero e proprio) e dai principi basilari (idem) delle forme di vita che insieme darebbero l’unicità riscontrabile al loro interno …
Le differenze (mineralogiche, di illuminazione, temperatura, durata delle stagioni, gravità, radiazioni etc etc.), la necessità di svolgere quei principi di base, quei compiti di base in condizioni diverse, darebbero origine alla diversità delle forme di vita nelle quali comunque sarebbe rintracciabile il disegno unico di base.
Sarebbe un dejà vu, poco entusiasmante, però …
Questo dell’unicità (penso a livello macro e micro) credo debba valere anche a livello cosmico, anche per l’esobiologia.
Ma è solo quello che penso...
grazie Fiorentino per le tue interessanti meditazioni... Sai, certe cose nessuno può saperle e forse non le sapremo mai. Comunque, dobbiamo tener conto delle condizioni al contorno che possono far variare di molto i prodotti evolutivi. Con un certo numero di elementi le combinazioni possono essere quasi infinite...
Tuttavia, ci tengo a dire che non sempre le cose più complesse sono più "intelligenti" di quelle meno complesse. Le particelle formano il tutto e, come in fondo pensava anche Bruno, possono rappresentare il tutto. Il resto sono giochi: anche noi costruiamo macchinari molto più complessi di noi, ma molto meno intelligenti...
Comunque sia, ogni tanto è bello dare sfogo alla fantasia. L'importante è non cercare di imporla!