21/02/22

Siamo figli della meccanica quantistica? **

Questo articolo è inserito nella sezione d'archivio "Figli delle stelle (e degli asteroidi, e delle comete...)"

 

Attraverso l'effetto tunnel si può arrivare alla vita più complessa.

Normalmente si tende a vedere la meccanica quantistica come una descrizione di ciò che capita su sistemi microscopici semplici. Appena appena i sistemi diventano complessi certe caratteristiche svaniscono e si passa nella fisica del macrocosmo. Noi, esseri umani, facciamo parte del macrocosmo e, quindi, possiamo anche osservare e influenzare in modo più o meno fantastico il mondo dei quanti, ma pensiamo di appartenere a un mondo "superiore". Tuttavia, anche il macrocosmo nasce dalle reazioni del microcosmo e la stella a noi più vicina ne è un esempio perfetto: essa produce energia che si trasforma in luce e calore, una tipica risorsa del macrocosmo, ma riesce a farlo grazie a un fenomeno che può ottenersi proprio grazie alle caratteristiche assurde del mondo di Alice (il mondo quantico): l'effetto tunnel.

Solo l'effetto tunnel (un po' come continuare a tirare una pallina contro a un muro, convinti che prima o poi riuscirà ad attraversarlo) permette, infatti, il superamento di certi livelli di energia (impossibile per macro sistemi) e l'unione di protoni che tenderebbero a respingersi. In altre parole, proprio la fusione nucleare.

Per non cadere in una visione sempre più "filosofica" tra le diversità e le affinità di micro e macro cosmo, torniamo con i piedi per terra e pensiamo alla costruzione delle creature biologiche, ossia quelle capaci di replicarsi e di dividersi i compiti. Quando penso alla organizzazione di un essere vivente mi viene sempre in mente la nascita delle antiche civiltà. Esse sono dovute proprio alla decisione di dividersi le incombenze e creare gruppi di esperti. Nelle ere preistoriche, ognuno era costretto a fare di tutto, dalla ricerca di cibo, alla lotta con le tribù vicine, dalla costruzione delle tane sicure, alla caccia e alla ricerca condizioni più favorevoli. La civiltà (dandogli il suo vero significato) è nata quando si sono creati gruppi di lavoro specializzati: alcuni cacciavano, altri facevano le guerre, altri costruivano e altri ancora si ritagliavano il tempo per  "pensare".

Tornando a noi, la nascita della vita complessa si ha proprio quando nascono cellule specializzate sia a formare che a fare agire organi differenti. Tuttavia, ciò fa già parte del macrocosmo e bisogna scendere di scala per comprendere come sia stato possibile tutto ciò. E' necessario, perciò, andare all'età della pietra delle costruzioni biologiche.

Pensare che basti un mucchio di elementi chimici come carbonio, ossigeno, azoto e poco di più per dare il via alla vita è sicuramente troppo frettoloso e semplificato. Ho ancora davanti agli occhi questo tipo di scenario: in un mare ricco di sostanze inorganiche, arriva un bel fulmine e... oplà!... ecco nascere la prima cellula che sa replicarsi e iniziare la sua evoluzione verso la "civiltà". Purtroppo, i passaggi da compiere sono ben più lunghi e difficili. Ed ecco scoprire il DNA, le proteine, gli aminoacidi che devono formare le proteine legandosi in lunghe catene. Già a livello molecolare assistiamo a una suddivisione dei compiti, tutto mirato a seguire percorsi ben definiti e accelerati il più possibile. Può tutto ciò succedere sulla Terra o su pianeti simili ad essa? Sicuramente questi pianeti hanno le "culle" migliori per accogliere i "semi" della futura vita, ma molto probabilmente proprio quei semi devono già essere stati costruiti altrove, nell'immensità del Cosmo.

Una volta si rideva della "panspermia" ossia della nascita della vita in luoghi ben più alieni del nostro pianeta e ancora di più del trasporto di batteri, già formati e ibernati per fronteggiare il lungo viaggio nel vuoto. Oggi si ride molto meno e si accetta sempre di più che i veri centri di produzione degli elementi fondamentali della vita (uno per tutti, la catena delle proteine) siano non molto diversi da quelli in cui nascono le stelle che, in fondo in fondo, rappresentano le forme di vita più comuni nell'Universo.

Stiamo parlando delle nubi di polvere che riempiono le galassie e che in base alla temperatura che raggiungono e alla loro densità possono iniziare un lento processo "biologico". Già sappiamo che le stelle hanno bisogno dell'effetto tunnel quantistico per dare il via alla loro mansione fondamentale: creare nuovi elementi e regalarli al Cosmo. Fatemi dire che , molto probabilmente, qualcosa di analogo capita anche per la vita che noi consideriamo "biologica". Esperimenti di laboratorio hanno, infatti, mostrato che il passo fondamentale per unire aminoacidi in catene anche semplici, che poi porteranno al DNA, avviene a temperature estremamente basse che sembrerebbero differire di molto dalle tanto auspicate "culle" biologiche terrestri. Stiamo parlando di qualcosa intorno ai - 260 °C. Temperature giudicate impossibili per ottenere reazioni di tale importanza.

Sì, sì, ma solo seguendo le regole del macrocosmo...? Sicuramente no. Sembra, infatti, che ciò si riesca ad ottenere attraverso qualcosa di estremamente simile all'effetto tunnel. Ancora una volta le azioni delle particelle più piccole (o quello che sono, in realtà) sono alla base di ciò che diventerà una civiltà complessa. Non fatemi parlare di peptidi, glicine e cose del genere... questo articolo vuole solo essere uno spunto per pensare e allargare la propria visione del Cosmo. Per avvicinarsi ai termini tecnici e alle altre descrizioni più concrete, si può leggere l'articolo originale.

 

7 commenti

  1. Mario Fiori

    Caro Enzo se, d'altronde, siamo macrocosmo (ma poi mica troppo viste certe dimensioni cosmiche), dentro di noi siamo atomi, particelle, e quindi siamo microcosmo. Aldilà del filosofeggiare o meno, la quantistica ci sta e come al solito ci sorprenderà.

  2. dici giusto, caro Mario... tra parentesi, come va?

  3. Mario Fiori

    Al momento va benino, domani ho un esame decisissimo per sapere se faccio subito o successivamente un intervento. Ti ringrazio Enzo. Si procede a passettino. Comunque cerco di seguire. Tua figlia?

  4. mi raccomando, Mariolino, tienimi informato... Mia figlia deve solo aspettare che pasi il mesetto di immobilità...

  5. Paolo

    Ciao Mario spero che l'esame vada bene e che possa risolversi presto il problema di salute.

    Un abbraccio papallicolo.

    Paolo

     

  6. e i papallicoli sono veramente un toccasana!!!

  7. Mario Fiori

    Sicuramente e rassicura ente. Grazie.

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