Fisica

Da dove veniamo? Dove andiamo? Il passato esiste ancora? L'universo è stato creato per noi? Scienza e religione hanno radici comuni e da sempre cercano di rispondere alle stesse domande sull'universo e la condizione umana. Secondo Sabine Hossenfelder, scienziata anticonformista, non è una coincidenza che la correlazione quantistica e l'energia del vuoto siano diventate spiegazioni di riferimento per i guaritori alternativi o che le persone credano che i loro cari defunti siano ancora vivi a causa della meccanica quantistica. È però responsabilità dei fisici condividere la loro conoscenza in modo meno astratto rispetto a quello che sono soliti fare, altrimenti il rischio è che le scoperte della fisica relative ai grandi quesiti dell'esistenza vengano fatte proprie da chi, appropriandosi solo della terminologia criptica, promuove la pseudoscienza. Fisica esistenziale fa proprio questo: senza formule, ma con parole semplici e immagini, illustra a che punto sono i fisici nel rispondere a interrogativi vitali e quali sono i limiti attuali. Una lettura stimolante e allo stesso tempo vivace su alcuni degli enigmi più complessi della conoscenza umana, che offre una solida comprensione di ciò che sappiamo e di ciò che non sappiamo, e forse non sapremo mai.

Cosa succede quando la scienza più avanzata incontra le intuizioni dei filosofi antichi? Guido Tonelli ci guida in un percorso affascinante per svelare il mistero più grande dell’universo: il vuoto. Per secoli, filosofi e scienziati hanno discusso la sua esistenza e la sua natura. Per Aristotele, la natura aborriva il vuoto, mentre per Democrito esso era la condizione stessa dell’esistenza degli atomi. Newton lo immaginava come uno spazio assoluto e immobile, mentre Einstein ne smentì l’esistenza con la sua teoria della relatività. Poi arrivò la meccanica quantistica, e con essa una nuova rivoluzione: il vuoto non è il nulla, ma uno stato brulicante di energia attraversato da fluttuazioni incessanti, una sorta di brodo primordiale da cui tutto può nascere. Oggi sappiamo che il vuoto è il vero protagonista della storia cosmica: da esso è scaturito il Big Bang, ed è nel vuoto che si nascondono le forze che regolano l’universo. Con il suo inconfondibile stile narrativo, Tonelli intreccia storia della scienza, filosofia e cosmologia moderna, portandoci a esplorare le rivoluzioni che hanno rovesciato la nostra concezione della realtà. Ci accompagna nei laboratori in cui la fisica delle particelle tenta di decifrare i segreti della materia, ci fa viaggiare tra i paradossi quantistici e le intuizioni dei più grandi pensatori, da Platone a Heisenberg, per dimostrare che il vuoto è tutt’altro che un’assenza: è una presenza sottile e potente, che condiziona ogni cosa. Un racconto che sfida le nostre certezze e apre nuove domande su ciò che siamo e da dove veniamo. Il vuoto non è assenza, ma una presenza sottile e potente, un mare invisibile di possibilità. Questo è un viaggio alla scoperta del più grande paradosso della scienza. “Forse proprio lì, nel cuore del vuoto, si nasconde il segreto dell’universo.”

I concetti alla base dell'astrofisica resi accessibili a tutti in maniera curiosa e accattivante. Si parte dal Big Bang, per affrontare poi la struttura della materia, l'energia oscura, passando per lo spaziotempo e la complessità, e arrivare infine agli scenari del futuro, al possibile Big Crunch o Big Rip e all'idea di un universo ciclico. Ogni capitolo è dedicato a una delle parole alla base della comprensione di stelle e cosmo, per avere alla fine le chiavi del cielo, almeno in termini di conoscenza.

La fisica quantistica è probabilmente la più profonda rivoluzione della scienza e del pensiero moderni. Frutto di uno sforzo corale permeato di umanità, ci ha costretto ad abbandonare solide certezze tanto da farsi rinnegare da alcuni tra coloro che l’avevano pensata. La quantistica ci ha permesso di superare i limiti della fisica classica nello spiegare l’infinitamente piccolo e ha schiuso una finestra su un panorama di conoscenze che dà brividi ed emozioni, conducendoci al cuore del mondo. Questo libro non ha la pretesa di trasformare lettrici e lettori in donne e uomini di scienza (fosse così facile!) ma permetterà di stupirsi e godere della meraviglia di una tra le più affascinanti conquiste dell’intelletto umano, attraverso cinque idee fondamentali che sono alla base della rivoluzione dei quanti: discontinuità, identità, futuro, indeterminazione, relazione. Cinque idee intrise di umanità, perché poche branche della fisica sono riuscite a coinvolgere tanti aspetti del nostro vivere in una delle costruzioni più geniali dell’intelletto. In cinque atti unici, alla portata di tutti e di tutte, scopriremo i capisaldi dell’architettura quantistica, che danno forma a tante applicazioni che hanno cambiato e cambieranno il mondo e miglioreranno l’ambiente, dal laser alla medicina, dai computer quantistici alle celle solari.

L'universo è una fonte di ispirazione unica e al tempo stesso un ambito di studio che interroga da sempre l'umanità. Un incontro unico tra scienza e arte prende vita in questo libro per parole e immagini: un viaggio nel quale ci conducono il premio Nobel Kip Thorne e l'artista Lia Halloran. Il lato curvo dell'universo è un libro ricchissimo di spunti sulle meraviglie del cosmo: dai buchi neri in collisione alle onde gravitazionali fino ai vortici di spazio in rapida torsione. Le illustrazioni evocative ci trasportano in uno spazio fantastico, mentre la narrazione sicura di Thorne ci consente di comprendere le scoperte di Stephen Hawking e di altri astrofisici. Partendo da semplici domande come (“Com'è nato l'universo?”, “Si può viaggiare all'indietro nel tempo?”) Halloran e Thorne affrontano concetti come lo spazio e il tempo per regalarci una fantasmagorica odissea dalla quale si riemerge trasognati e più ricchi. Un accesso privilegiato alla comprensione dell'astrofisica.

Pubblicato in inglese alla vigilia della Seconda guerra mondiale e subito proposto in traduzione, L'evoluzione della fisica dovette aspettare la fine del conflitto per vedere la sua pubblicazione in Italia. Da allora (1948) questo testo non ha più smesso di rappresentare un punto di riferimento obbligato per il concetto stesso di divulgazione scientifica e per la fisica in particolare. Scritto dai protagonisti assoluti della rivoluzione relativistica e quantistica, ma destinato a un pubblico di non specialisti, il libro che avete tra le mani è il testo fondativo della moderna divulgazione delle idee, la pietra di paragone di ogni altro libro di fisica, che permette di intuire la straordinaria importanza e il valore rivoluzionario della svolta della fisica del Novecento.

“Sì, siamo polvere, ma, per la precisione, polvere di stelle. Qualcosa di profondo ci unisce agli astri più luminosi.” Di cosa è fatta la sostanza che tiene insieme i nostri corpi? È diversa da quella che compone gli astri? Quando Democrito, tra il V e il IV secolo a.C., disse che siamo composti di atomi, furono in pochi a credergli. Bisognerà aspettare Galileo e Newton, e poi altri quattrocento anni, prima di ricostruire i componenti elementari della materia e scoprire che tutto quello che ci circonda ha caratteristiche davvero particolari, che accomunano le stelle più distanti ai fiori di campo, una supernova esplosa a noi. Le proprietà della materia che noi diamo per scontate sono in realtà il culmine, piuttosto irregolare, di un’evoluzione cominciata quasi quattordici miliardi di anni fa. Con la chiarezza che lo contraddistingue, Guido Tonelli spiega come fanno le particelle elementari a combinarsi in forme stravaganti per costruire stati quantistici correlati, zuppe primordiali di quark e gluoni o massicce stelle di neutroni, ed esplora i limiti della scienza, dove la solidità della materia si rivela nulla più che una comoda illusione. Un viaggio sorprendente nella fisica contemporanea per guardare all’universo, e forse anche a noi stessi, con occhi nuovi.

La Terra orbita intorno al Sole, il Sole orbita intorno al centro della Via Lattea e il centro della nostra galassia, come di tutte le altre, è un buco nero supermassiccio, il fenomeno più strano e incompreso dell'universo. In questo libro, Becky Smethurst, pluripremiata ricercatrice dell'Università di Oxford, ripercorre cinquecento anni di scoperte scientifiche in astronomia e astrofisica accompagnando lettrici e lettori dalle prime osservazioni della Via Lattea e del collasso delle stelle massicce alle prime iconiche fotografie di un buco nero, fino alle ultime ricerche pubblicate in materia. Con umorismo e saggezza, Dr Becky spiega perché i buchi neri non sono veramente "neri", dimostra che sono più simili a cuscini di un divano che a un aspirapolvere e illustra come, oltre l'orizzonte degli eventi, il futuro è una direzione nello spazio piuttosto che nel tempo. Breve storia dei buchi neri è un racconto "cosmico", che risponde alle domande più profonde sul nostro universo e ne descrive i segreti nascosti all'interno dei buchi neri.

Cos’è la materia? Una domanda che ha affascinato e tormentato alcune delle menti più brillanti del XX secolo: Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born, Wolfgang Pauli e Paul Dirac si sono infatti interrogati, confrontati e spesso scontrati, tra equazioni ed esperimenti, nel tentativo di decifrare l’essenza della realtà fisica. Da questa impresa è nata la meccanica quantistica, una teoria che rivela un universo microscopico governato dalla probabilità. Esito inaccettabile per Einstein, che rifiutò dunque le sue implicazioni filosofiche. A un secolo dalla sua prima formulazione completa, Giuseppe Mussardo ripercorre la storia di questa rivoluzione scientifica attraverso i suoi protagonisti e i suoi luoghi: dai silenziosi college di Cambridge alle scogliere di Helgoland, tra biografie degne di un romanzo d’avventura e lettere infuocate. Un racconto coinvolgente che rende omaggio a una stagione irripetibile della scienza.

È vero, siamo circondati da scienziati influencer, proliferano divulgatori e libri di scienza: era proprio necessario parlare ancora una volta di fisica? Sì! Innanzitutto c’è bisogno di una divulgazione leggera ma insieme rigorosa che restituisca, della materia, una visione globale, completa e coerente. Ma, soprattutto, la fisica, le sue leggi, il suo linguaggio sono, insieme a tutte le scienze, strumento indispensabile per essere cittadini oggi. Questo libro è un viaggio attraverso 5 aree tematiche: la fisica quotidiana, la fisica dei giochi, la fisica dei fisici, la fisica del fantastico e la fisica del clima. Ognuna con 5 mini lezioni, che ci portano dalla comprensione intima delle più elementari grandezze fisiche, attraverso le meraviglie della fisica moderna, sino ad affrontare il problema dell’emergenza climatica.

È possibile ricondurre a un'unità la complessità e la straordinaria varietà del mondo vivente? A rispondere a questa domanda è la biofisica, una nuova ed emergente disciplina che sta rivoluzionando la nostra comprensione della vita sulla Terra e consentendo di mettere a punto tecnologie che, per quanto controverse, si dimostrano utili per la nostra sopravvivenza, quali l'editing genetico, la crescita artificiale degli organi e l'ingegneria degli ecosistemi. Arricchito da decine di disegni originali dell'autore, il volume ci accompagna alla scoperta di questa scienza mostrandoci come ogni forma di vita vegetale e animale, dalla più microscopica alla più grande, venga modellata da soli quattro principi fisici fondamentali e descrivendo le potenzialità delle biotecnologie all'avanguardia e il loro possibile ruolo nel modificare gli esseri viventi in misura più o meno significativa. Un affascinante viaggio che offre sorprendenti prospettive su come le meraviglie della vita possano nascere da un inizio così semplice.

Da secoli, le stelle sono al centro della speculazione scientifica, che ha tentato a più riprese di svelare il mistero che comprende la loro formazione e la loro evoluzione. Oggi, la scienza è in grado di offrire al pubblico un’ampia gamma d’informazioni, frutto dell’incrociarsi di varie discipline che hanno permesso la decifrazione di molti interrogativi che ammantavano questi luminosi corpi celesti. Francesco Ferraro, docente di Astrofisica presso l’ateneo di Bologna, ci accompagna, dunque, in un viaggio all’interno della nostra Galassia e oltre: scopriremo come le stelle nascono, brillano e muoiono, plasmando l'Universo che ci circonda. Le stelle hanno infatti un ruolo cruciale nell’architettura galattica, influenzando la formazione dei pianeti e contribuendo alla creazione di sistemi solari complessi. Di più: all’interno delle grandi centrali termonucleari che ne costituiscono i nuclei, forgiano gli elementi chimici presenti in tutto l’Universo; ecco perché possiamo dirci davvero “figli delle stelle”. Questo volume, dunque, è anche un invito a contemplare il nostro posto nel cosmo, comprendendo il legame condiviso con questi brillanti astri che, sebbene lontani, sono a noi intimamente connessi: ogni sguardo verso la volta stellata è un promemoria della straordinaria complessità e bellezza dell’Universo, la nostra casa.