Fisica di Superman

Si sempre alla ricerca di nuove idee che consentano una maggiore diffusione di contenuti scientifici. Quelle materie che sui banchi di scuola risultavano complicate e pesanti, vengono trattate con altro piglio e calate in un contesto informale che libera il lettore da ogni traccia di pedanteria. Tra i vari tentativi, uno dei pi riusciti senza dubbio La fisica dei Supereroi di James Kakalios.

I personaggi dei fumetti offrono numerose occasioni per parlare di fisica, il ricco campionario di Supereroi consente a Kakalios di spaziare dalla meccanica alla fisica moderna e lautore non si lascia sfuggire questa opportunit.

Uno degli episodi pi interessanti quello in cui si parla delle origini di Superman, cio di quando questo personaggio non era ancora in grado di volare ma soltanto di superare grattacieli alti 200 metri con un solo salto. Determinare quale velocit deve raggiungere Superman per poter salire fino allaltezza di 200 metri solo una questione di conservazione di energia: lenergia cinetica iniziale si trasforma in energia potenziale. La conclusione che la velocit con cui il supereroe deve staccarsi da terra di 62 metri al secondo, circa 225 chilometri orari.

Come fa Superman a raggiungere questa notevole velocit iniziale? Ci riesce accovacciandosi e applicando una grande forza al suolo. Lintensit di tale forza calcolabile tramite la seconda legge della dinamica di Newton. Laccelerazione in gioco si pu calcolare dividendo la variazione di velocit (62 metri al secondo) per il tempo impiegato a saltare (lautore suppone un quarto di secondo). Il risultato porta ad avere unaccelerazione di circa 250 metri al secondo quadrato.

Se si presume che la massa di Superman sia pari a 100 chilogrammi, per la legge F=ma avremmo una forza di 25000 chilogrammi per metri al secondo quadrato. A questo punto, lautore cerca di spiegare come sia possibile che le gambe del supereroe riescano a sviluppare una forza cos intensa e la risposta risulta essere molto convincente: Superman proviene da un pianeta, Krypton, la cui gravit certamente molto pi grande di quella terrestre e quindi i suoi muscoli sono sovradimensionati per il pianeta Terra e gli consentono di superare agevolmente lattrazione gravitazionale terrestre.

Le interessanti considerazioni di Kakalios non sono ancora finite. Tutti i dati precedentemente raccolti consentono di scoprire quale fosse la gravit del pianeta di origine di Superman e, con opportuni raffronti si riesce a concludere che la gravit di krypton quindici volte superiore a quella della Terra.

Quali caratteristiche deve avere un pianeta per possedere una gravit di questo tipo? Le possibilit sono due: se Krypton grande quanto la Terra allora avr una densit quindici volte maggiore, se invece ha la stessa densit della Terra allora sar quindici volte pi grande.Per avere una densit quindici volte pi grande, il pianeta Krypton dovrebbe essere costituito da materia enormemente densa (fino a 75 grammi per centimetro cubo) e nessuna materia a noi nota cos densa. Non resta altro da fare che accettare lidea che la maggiore gravit sia dovuta al fatto che le sue dimensioni siano quindici volte quelle della Terra, ma anche qui sorge un problema. Un pianeta di tali dimensioni diventerebbe un gigante gassoso privo di mantello solido su cui poter costruire edifici o citt e su cui auspicare vita umanoide. Anzi, oltre certe dimensioni la pressione gravitazionale darebbe il via ai processi di fusione nucleare, trasformando il pianeta in una piccola stella.

E dunque? Come si spiega la forza dei muscoli di Superman se non si pu giustificare lesistenza di un pianeta come Krypton? In realt, secondo Kakalios, rimane unultima possibilit e cio che allinterno del nucleo di Krypton ci sia stata una quantit, anche piccola, di materia altamente densa e tale materia pu essere solo frutto dei resti delle esplosioni di supernovae. I residui di queste stelle sono detti stelle di neutroni e la loro densit inferiore solo a quella dei buchi neri. Perci, Krypton deve aver avuto al suo interno il nucleo di una stella di neutroni e questo spiega perch esploso visto che un nucleo cos denso provocherebbe enormi tensioni che impedirebbero una distribuzione stabile della materia.