X&Y, la vita e il mondo in funzione delle incognite

C onsidero questo progetto come un prezioso regalo, giunto all’improvviso, grazie a un’arte

meravigliosa: la musica. L’ispirazione mi ha colpito, anzi, folgorato, mentre ascoltavo un

pezzo dei Coldplay (un famosissimo gruppo rock inglese, a me carissimo), intitolato,

appunto, X&Y. Da lì ho iniziato a cercare possibili sviluppi per un percorso tematico ed è

nata la tesina che presento.

La consapevolezza di essere circondati da incognite mi affascina profondamente; mi ritrovo

pienamente nell’argomento, in quanto spesso le mie giornate sono scandite da improvvisi passaggi

dall’essere ottimista al pessimismo più assoluto. Questo è lo spirito di X&Y! Sono proprio due

lettere efficaci, che rappresentano una mediazione degli opposti (bianco/nero, amore/odio…) e il

tema dell’opposto contrastante.

Il tratto fondamentale da cui muovo è però un altro: l’impossibilità di conoscere tutto, di possedere

complessivamente il sapere. Questo “difetto” è il più grande pregio per l’uomo: non si finisce mai

di apprendere. Ognuno è un “portatore sano” di incognite, pronte a essere svelate o a rimanere

nascoste chissà per quanto. In virtù di ciò, ho voluto apporre il sottotitolo: “La vita e il mondo in

funzione delle incognite”, poiché ogni fibra, vivente o inanimata, su questa Terra risente dell’azione

dell’incognito. Non esiste ancora alcuna teoria per prevedere con certezza l’oscuro o il mutevole

futuro e credo che non verrà mai sviluppata.

Se non c’è incognita, non c’è futuro: è qui, per me, tutto il fascino di X&Y.

Ho diviso la trattazione in due grandi aree che si intersecano ad un certo punto:

1) AREA X (scientifica): qui parlo delle grandi incognite rivelate dalla scienza, con l’esempio

di due fenomeni affascinanti. La “X” è una lettera che rappresenta la “perfezione

approssimata”.

2) AREA Y (umanistico/storica): qui invece tratto il sublime mistero dell’inconoscibile, in

campo umanistico, artistico, storico, filosofico. La soggettività è dominante nella sezione,

tanto che ho scelto la “Y” perché può essere vista come una “X” senza una stanghetta.

La grafica che ho deciso di adottare è del tutto particolare; infatti le combinazioni di quadrati

colorati nelle varie figure sono solo apparentemente casuali. Per realizzarle è stato usato un codice

inventato dal francese nel 1870. Questo codice, molto particolare, era frequentemente usato

Baudot

tra il XVIII e il XIX secolo nelle comunicazioni telegrafiche e soprattutto per le telescriventi: si

tratta di un codice di 32 caratteri che, in qualche modo, anticipa gli attuali codici informatici come il

codice ASCII. Ogni carattere è infatti codificato con 5 bit (o cifre binarie 0, 1), con un totale di 32

caratteri possibili. Il designer Mark Tapplin decise di usare lo stesso codice, scritto però dal basso

verso l’alto, per creare una immagine da copertina per l’ultimo album dei Coldplay.

Il testo di questa canzone dei Coldplay condensa tutto quello che ho scritto fino ad ora: parla

dell’assenza di certezze definitive nel conoscere e nel conoscersi.

Questi quattro ragazzi inglesi mi hanno dato molta carica emotiva mentre realizzavo il progetto, per

cui lo considero anche come un omaggio alla loro poesia. Luca Farina

Cose che non capisco

Things I Don't Understand Come le maree controllano il mare, e cosa ne è di

How tides control the sea, and what becomes me

of me Come le piccole cose possono scivolarti via dalle

How little things can slip out of your hands mani

How often people change, no two remain the Quanto spesso le persone cambiano, nemmeno

same due rimangono le stesse

Why things don't always turn out as you plan Perchè le cose non si realizzano mai come hai

These are things that I don't understand previsto

Yeah, these are things that I don't understand Queste sono cose che non capisco

Si, queste sono cose che non capisco

Non riesco, non riesco a decidere

I can't, and I can't decide Male, tutto il mio male dal bene

Wrong, all my wrong from right Il giorno, tutto il mio giorno per la notte

Day, all my day for night Il buio, tutto il mio buio per la luce

Dark, all my dark for light Vivo, ma amo questa vita

I live, but I love this life Quant'è infinito lo spazio, e chi decide il tuo

How infinite is space, and who decides your destino

fate Perchè tutto si dissolve come sabbia

Why everything will dissolve into sand Come evitare la sconfitta, dove la verità e la

How to avoid defeat, where truth and fiction fantasia si scontrano

meet Perchè niente si realizza mai come hai pianificato

Why nothing ever turns out as you planned Queste sono cose non capisco

These are things that I don't understand Si, queste sono cose che non capisco

Yeah, these are things that I don't understand Non riesco, non riesco a decidere

I can't, and I can't decide Male, tutto il mio male dal bene

Wrong, all my wrong from right Il giorno, tutto il giorno per notte

Day, all my day for night Il buio, tutto il mio buio per la luce

Dark, all my dark for light Vivo, ma amo questa vita

I live, but I love this life

I BUCHI NERI

L’incognita come presenza oscura:

quasi nulla li rivela

U n buco nero è un corpo celeste estremamente denso, dotato di un'attrazione gravitazionale

talmente elevata da non permettere l'allontanamento di alcunché dalla sua superficie,

nemmeno della radiazione elettromagnetica, inclusa la luce. Tale superficie ideale è

denominata Poiché neanche la luce riesce a fuggire da quest'orizzonte,

orizzonte degli eventi.

l'oggetto celeste risulta invisibile: la sua presenza può essere attestata solo indirettamente.

In effetti l'esistenza dei buchi neri è predetta dalla Relatività Generale, la principale teoria della

gravitazione oggi accettata dalla comunità scientifica internazionale, quindi possono essere visti

come grazie pure alla mole di studi condotti su di loro in tutto il Novecento.

incognita rivelata,

Verso il termine del proprio ciclo vitale, il nucleo di una stella si spegne, avendo trasformato tramite

fusione nucleare tutto l'idrogeno in elio. La forza gravitazionale, che prima era in equilibrio con la

pressione generata dalle reazioni di fusione nucleare, prevale e comprime la massa della stella verso

il suo centro. Se la stella supera una massa critica, detta pari a 1,4 volte la

limite di Chandrasekhar,

massa solare, le reazioni nucleari continuano sempre più rapidamente, con la formazione di vari

56 . Non si formeranno altri elementi più pesanti poiché l’energia

elementi chimici, fino al Ferro Fe

26

di innesco necessaria è superiore a quella che può produrre il Ferro se portato a fusione.

14 3

La densità è enorme, pari a 10 g/cm ; a seguito anche di questo, cade il Principio di esclusione di

e si ha un cambiamento nello stato della materia, con la , secondo la

neutronizzazione

Pauli

reazione: ν

+ → +

p e n

Il nucleo ora è composto per l’80% da neutroni, gli strati stellari più esterni rimbalzano sul nucleo

centrale a causa della fortissima densità e vengono scagliati verso l’esterno dando luogo a

Se inoltre la massa residua supera le 3 Masse Solari,

spettacolari esplosioni dette Supernovae.

secondo la Relatività Generale, la pressione interna diventa essa stessa una sorgente del campo

gravitazionale, a causa della elevatissima densità del nucleo, rendendo così inevitabile il collasso

infinito.

A questo punto la densità della stella morente, ormai diventata un buco nero, raggiunge

velocemente valori tali da creare un campo gravitazionale talmente intenso da non permettere a

nulla di sfuggire alla sua attrazione, neppure alla luce: si ha una curvatura infinita dello

spazio-tempo.

A causa delle loro caratteristiche, i buchi neri non possono essere osservati direttamente, ma

possono essere scoperti a causa degli effetti di attrazione gravitazionale che esercitano nei confronti

della materia vicina.

Ogni corpo celeste la cui gravità non è trascurabile è caratterizzato da una sua velocità di fuga tanto

maggiore quanto è maggiore la sua massa e minore è il suo raggio. La velocità di fuga è dunque la

velocità che un corpo qualsiasi deve raggiungere (o superare) per sfuggire dall’attrazione

gravitazionale di un corpo astronomico.

Essa è definita dalla formula: 2

GM

=

V f R ⋅ 2

N m

−

⋅ 11

dove: G è la costante di gravità di Newton e vale 6, 67 10 2

Kg

M è la massa del corpo sorgente del campo gravitazionale

R è la distanza tra il centro del corpo ed il punto per cui si calcola la velocità di fuga.

La velocità di fuga deriva dal fatto che un corpo qualsiasi, trovandosi sulla superficie di un corpo

astronomico, possiede Energia Gravitazionale e nello stesso tempo ha Energia Cinetica poiché è in

movimento con una velocità tale da eguagliare le due forze.

1 2

GM

GMm

= → = → =

2

E E mV V

G C f

2

R R

I buchi neri sono oggetti così compatti che la loro velocità di fuga è pari o superiore a quella della

luce = 300000 chilometri al secondo. Dal momento che nulla in natura può superare tale velocità,

c

questo significa che niente può abbandonare un buco nero, luce compresa.

Se la velocità di fuga di un corpo cresce con la sua compattezza, è possibile definire un raggio

critico per cui si arriva ad avere . I buchi neri sono dunque oggetti il cui raggio è minore o

V = c

f

uguale a questo raggio critico, detto .

Raggio di Schwarzschild

Per entrare in dettaglio, il è definito dalla formula:

Raggio di Schwarzschild

2

GM

=

R 2

S c ⋅ 2

N m

−

⋅ 11

dove: G è la costante di gravità di Newton e vale 6, 67 10 2

Kg

M è la massa del corpo considerato

⋅ 8

c è la velocità della luce, pari a 3 10 / sec

m

Un’altra caratteristica dei buchi neri è il cosiddetto , una superficie ideale che

orizzonte degli eventi

circonda l'oggetto. Qualunque cosa oltrepassi questo limite (che può essere calcolato

matematicamente), posto ad una distanza dal centro del buco nero (chiamato singolarità; è il punto

di massima densità) pari al , non può più uscirne o trasmettere segnali

Raggio di Schwarzschild

all'esterno.

In realtà un buco nero non è del tutto nero: esso emette particelle, in quantità inversamente

proporzionale alla sua massa, portando ad una sorta di evaporazione. Questo fenomeno, dimostrato

nel 1974 per la prima volta dal fisico è noto come ed è

radiazione di Hawking

Stephen Hawking,

alla base della termodinamica dei buchi neri.

Altri effetti fisici sono associati all'orizzonte degli eventi, in particolare per la Relatività Generale il

tempo proprio rallenta all'aumentare del campo gravitazionale fino ad arrestarsi completamente

sull'orizzonte: le leggi fisiche note non valgono più. Il buco nero è talmente denso da annullare le

linee geodetiche in cui è diviso lo spazio-tempo secondo Einstein.

Per meglio comprendere l’ultimo concetto, è necessario introdurre le nozioni base della Teoria della

Relatività Generale formulata da Einstein.

Essa sostiene che . Infatti il tempo scorre in modo

la gravità è la curvatura dello spazio e del tempo

diverso al mutare dell’accelerazione di gravità: più aumenta quest’ultima, più il tempo scorrerà

lentamente. Ciò avviene sostanzialmente poiché l’universo è formato dalle linee spazio-temporali (o

geodetiche). Esiste una quarta dimensione spaziale, ovvero lo scorrere del tempo, che è “ospitato”

dalle linee geodetiche. Questa teoria rivoluzionò la fisica classica. In assenza di materia ed energia,

lo spazio per è : per millenni l’uomo si è raffigurato l’universo in questo modo. Ma

piatto

Einstein

che accade in presenza di un oggetto massiccio come il Sole? Prima di la risposta era

Einstein

semplice: non succede niente, perché lo spazio (e il tempo) non sono altro che il “palcoscenico”

inerte su cui gli eventi accadono. Il ragionamento di porta a conclusioni diverse: la

Einstein

presenza di un oggetto massiccio deforma la struttura dello spazio circostante; secondo una

approssimata analogia, lo spazio è come una membrana di gomma su cui venga posata una palla

pesante. Lo spazio dunque si modifica a seconda della presenza di corpi massicci: le linee