Fisica

“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.

La scienza viene sempre presentata attraverso i suoi successi. Come una cittadella inespugnabile. La situazione, in realtà, è un po’ più complessa. Letteralmente, tutte le teorie sono false e un giorno saranno sostituite da modelli migliori che, molto spesso, faranno tabula rasa dei concetti passati. Alla base di queste rivoluzioni, magnifiche e inquietanti, si trovano le anomalie. Esse s’intrufolano nel paradigma dei modelli standard e minano l’edificio costruito con grande pazienza dagli scienziati. Alcune si rivelano soltanto stranezze passeggere, fugaci e prive di conseguenze, ma altre resistono e scatenano vere e proprie tempeste. Proprio a partire da queste anomalie si delineano le premesse di una nuova scienza che, in sostanza, resta ancora tutta da scrivere. Dalla curiosa egemonia della materia nell’universo ai misteri dei buchi neri e del vuoto quantistico, Aurélien Barrau accompagna il lettore sulla difficile strada della ricerca scientifica, costellata di crepe e di pietre d’inciampo. Prefazione di Carlo Rovelli.

«Avemo fatto un’osservazione, avemo visto persone normali che studiavano fisica. L’avemo stanate e ne avemo trovate un boato: persone che la fisica l’hanno studiata e, pensate un po’, fanno ’na vita normale. Le potete incontrà anche ar supermercato o a’o stadio. Nun se deve sceje tra la fisica e l’AS Roma!» Scritto da fisici esperti (quelli, esilaranti, de La Scienza coatta) con rigorosa precisione concettuale, questo libro racconta, in un linguaggio romanesco divertente e spiazzante, la lunga storia della fisica proprio come se fosse un piccolo manuale scolastico: dagli albori del metodo scientifico fino ai principi della termodinamica, dallo spaziotempo di Einstein alle teorie quantistiche più avanzate. Questo intrepido viaggio nella scienza è facilitato da una serie di illustrazioni che aiutano il lettore a farsi largo nei concetti più complicati e affascinanti della fisica (sia tradizionale che contemporanea). Perché, come dice Giorgio Parisi nella sua prefazione – proprio ora, in questo momento di diffusa sfiducia nel metodo scientifico – dobbiamo raccontare la scienza e coinvolgere i lettori in un modo semplice, divertente, avvincente.

È possibile rendere invisibile qualcosa o qualcuno? Questa domanda, che ha incuriosito gli autori di fantascienza per oltre un secolo, è diventata oggi argomento di attualità per la ricerca scientifica. In questo libro, lo scrittore di fisica e ottica Gregory J. Gbur ripercorre la scienza dell'invisibilità dalle sue origini fantascientifiche negli scritti ottocenteschi di autori come H.G. Welles e F.J. O'Brien alla moderna tecnologica stealth, ai mantelli dell'invisibilità e ai metamateriali. Con una prosa elegante e coinvolgente, esplora le implicazioni storiche e le connessioni con la scienza e la tecnologia, come la scoperta dello spettro elettromagnetico, lo sviluppo del modello atomico e la teoria quantistica. Illustra come l'invisibilità sia passata dalla finzione alla realtà, e sprona i ricercatori a percorrere sentieri ancora sconosciuti. Non è solo la storia dell'invisibilità, ma è anche la storia di come siamo arrivati a conoscere la natura stessa della luce e di tutte le scoperte che ne sono derivate. Invisibilità è una lettura avvincente, piena di scienza, letteratura e curiosità che cerca di rispondere all'affascinante domanda se un giorno saremo in grado di svanire in un luccichio di luce.

Quante cose hanno in comune gli scienziati più geniali della storia con il mondo presente? Moltissime. A partire dal fatto che, in modi diversi, sono stati tutti dei veri e propri influencer: hanno condizionato il pensiero della loro epoca (come ci insegna Leonardo Da Vinci), avevano follower (Stephen Hawking più di tutti) e hater (Marie Curie ve ne racconterebbe delle belle). E poi anche i grandi del passato, come moderni divulgatori, hanno sempre cercato di spiegare come e perché la fisica è in tutte le cose semplici della vita. È proprio pensando a loro che, dopo “ La fisica che ci piace”, Vincenzo Schettini, il prof più famoso del web, ha deciso di raccontare la sua materia attraverso le storie di chi ha fondato la fisica moderna. Con questo libro partirete per un viaggio incredibile attraverso lo spazio e il tempo alla ricerca dei fisici più WOW della storia: volerete con Leonardo da Vinci, cavalcherete fulmini con Nikola Tesla, vi farete attrarre da Isaac Newton, finirete in mezzo alle radiazioni con Marie Curie, costruirete ordigni nucleari con Enrico Fermi, scoprirete le leggi che regolano il cosmo con Albert Einstein e reciterete in The Big Bang Theory al fianco di Stephen Hawking... prima di una grande sorpresa finale. Un tuffo nel passato per andare a scovare curiosità impensabili, previsioni clamorose, scoperte inaspettate segreti, elementi pop e moderni nella vita di un gruppo di autentici geni. Di ciascuno di loro Vincenzo indagherà “la fisica che gli piace”, per scoprire quali leggi seguono le loro invenzioni o quali sono le teorie che li hanno resi celebri e che ancora oggi hanno un impatto determinante sulla vita di tutti noi. Ma soprattutto quanta umanità, imperfezione e vulnerabilità ognuno di loro ha saputo mostrare al mondo. Prefazione di Giorgio Parisi.

Nel cuore della Via Lattea c’è un buco nero supermassiccio con una massa 4 milioni di volte maggiore di quella del nostro Sole. Un luogo dove spazio e tempo sono talmente deformati che la luce resta intrappolata se si avvicina a meno di 12 milioni di chilometri. Secondo Einstein, lì si trova la fine del tempo. Secondo la fisica del XXI secolo, la realtà potrebbe essere molto più bizzarra. I buchi neri si trovano dove una volta brillavano le stelle più massicce e al limite della nostra attuale capacità di comprendere. Sono oggetti di origine naturale, inevitabili creazioni della gravità quando troppa materia collassa in uno spazio insufficiente. Eppure, anche se le leggi di natura li predicono, non riescono a descriverli completamente. I buchi neri sono luoghi nello spazio e nel tempo in cui le leggi gravitazionali, la fisica quantistica e la termodinamica entrano in collisione. Dopo averli originariamente considerati così inquietanti da concepire tanto da negarne semplicemente l’esistenza, solo negli ultimi anni abbiamo incominciato a intravedere una nuova sintesi. Una profonda connessione tra gravità e teoria dell’informazione quantistica descrive un universo olografico in cui spazio e tempo emergono da una rete di bit quantistici e cunicoli di tarlo si estendono nel vuoto. In questo libro rivoluzionario i professori Brian Cox e Jeff Forshaw portano il lettore all’ultimo stadio della nostra comprensione dei buchi neri: un viaggio scientifico alle frontiere della ricerca attraverso un secolo di fisica, da Einstein a Hawking e oltre, fino alla sorprendente conclusione che il nostro mondo potrebbe funzionare come un gigantesco computer quantistico.

La fusione nucleare sarà la chiave per produrre energia pulita in abbondanza e sconfiggere il riscaldamento globale? Dopo più di settant’anni di ricerche, non disponiamo ancora di un reattore a fusione efficiente, eppure negli ultimi anni la tecnologia ha fatto passi da gigante e si sono moltiplicate le promesse di una svolta storica imminente. Nascono anche numerose notizie fuorvianti o false e così il sogno della fusione nucleare prende sempre più la forma del mito. Il libro guida verso la comprensione dell’energia nucleare svelando i segreti dei più promettenti progetti di fusione, inclusa la tanto discussa fusione fredda. Non solo per scoprire i vantaggi della fusione, ma per capirne anche i limiti e le problematiche, come la produzione di scorie radioattive e la scarsità del combustibile nucleare. Una lettura per chi vuole sviluppare e basare il proprio senso critico su fatti scientifici.