Fisica

Quali sono i tipi di energia nel mondo? Quanta ne consumiamo, da dove viene e quanta ne consumeremo nei prossimi anni? Esiste una fonte energetica “migliore” delle altre? Elettricità, combustibili, biomasse sono costantemente al centro di dibattiti e confronti, saranno un tema centrale nel nostro futuro e in quello dei nostri figli, eppure non è sempre facile ottenere informazioni attendibili, e dunque orientarsi. Questo libro presenta, con un linguaggio sempre chiaro e comprensibile e un ricco apparato visuale, una panoramica delle fonti esistenti, ipotizzando fra l’altro gli scenari del futuro prossimo. Petrolio, gas naturale, carbone, uranio, vento… Ogni fonte di energia è valutata tramite parametri standard che permettono un rapido e semplice confronto. In ogni capitolo è sviluppato il principio di funzionamento della fonte energetica, la sua storia e le motivazioni più importanti che condizionano la valutazione dei parametri. Lo scopo finale è fornire al lettore la consapevolezza di cosa comporti scegliere una fonte piuttosto che un’altra, così da aiutarlo a interpretare con maggior cognizione le dichiarazioni sui media, le prospettive geopolitiche e gli aspetti di un futuro che sta già bussando alle nostre porte e che, lo si voglia o meno, riguarda tutti noi.

Come può un magnete generare elettricità? Che cos'è l'antimateria? È possibile, teoricamente, viaggiare nel tempo? Da Pitagora e le sue osservazioni sulla musica, passando per gli esperimenti di Galileo, arrivando agli studi sul Big Bang e sui buchi neri, la fisica è la scienza che studia e descrive come funzionano il mondo e l'universo. Con uno stile immediato e una grafica intuitiva, questo libro esplora le storie, le teorie e le scoperte fondamentali che nei secoli hanno portato l'uomo ad ampliare la conoscenza di quello che lo circonda. Citazioni memorabili, illustrazioni e diagrammi rendono semplici anche le teorie più complesse. Che tu sia uno studente avido di conoscenze o un appassionato, troverai fra queste pagine moltissime informazioni e spunti di riflessione.

A Helgoland, spoglia isola nel Mare del Nord, luogo adatto alle idee estreme, nel giugno 1925 il ventitreenne Werner Heisenberg ha avviato quella che, secondo non pochi, è stata la più radicale rivoluzione scientifica di ogni tempo: la fisica quantistica. A distanza di quasi un secolo da quei giorni, la teoria dei quanti si è rivelata sempre più gremita di idee sconcertanti e inquietanti (fantasmatiche onde di probabilità, oggetti lontani che sembrano magicamente connessi fra loro, ecc.), ma al tempo stesso capace di innumerevoli conferme sperimentali, che hanno portato a ogni sorta di applicazioni tecnologiche. Si può dire che oggi la nostra comprensione del mondo si regga su tale teoria, tuttora profondamente misteriosa. In questo libro non solo si ricostruisce l’avventurosa e controversa crescita della teoria dei quanti, rendendo evidenti, anche per chi la ignora, i suoi passaggi cruciali, ma la si inserisce in una nuova visione, dove a un mondo fatto di sostanze si sostituisce un mondo fatto di relazioni, che si rispondono fra loro in un inesauribile gioco di specchi. Visione che induce a esplorare, in una prospettiva stupefacente, questioni fondamentali ancora irrisolte, dalla costituzione della natura a quella di noi stessi, che della natura siamo parte.

Come le "Sette brevi lezioni di fisica", che ha raggiunto un pubblico immenso in ogni parte del mondo, questo libro tratta di qualcosa della fisica che parla a chiunque e lo coinvolge, semplicemente perché è un mistero di cui ciascuno ha esperienza in ogni istante: il tempo. E un mistero non solo per ogni profano, ma anche per i fisici, che hanno visto il tempo trasformarsi in modo radicale, da Newton a Einstein, alla meccanica quantistica, infine alle teorie sulla gravità a loop, di cui Rovelli stesso è uno dei principali teorici. Nelle equazioni di Newton era sempre presente, ma oggi nelle equazioni fondamentali della fisica il tempo sparisce. Passato e futuro non si oppongono più come a lungo si è pensato. E a dileguarsi per la fisica è proprio ciò che chiunque crede sia l'unico elemento sicuro: il presente. Sono tre esempi degli incontri straordinari su cui si concentra questo libro, che è uno sguardo su ciò che la fisica è stata e insieme ci introduce nell'officina dove oggi la fisica si sta facendo.

Le Sintesi Vallardi sono i libri che spiegano le complessità: sono perfette per studiare, ripassare e consultare velocemente dati e nozioni. Qui troverete tutti gli argomenti, i concetti chiave, le formule, i grafici e le tabelle di Meccanica, Termodinamica, Onde, Elettricità e Magnetismo, Relatività e Fisica dei quanti. Arricchisce il testo un quadro riassuntivo di costanti, grandezze e simboli.

"Ci sono frontiere, dove stiamo imparando, e brucia il nostro desiderio di sapere. Sono nelle profondità più minute del tessuto dello spazio, nelle origini del cosmo, nella natura del tempo, nel fato dei buchi neri, e nel funzionamento del nostro stesso pensiero. Qui, sul bordo di quello che sappiamo, a contatto con l'oceano di quanto non sappiamo, brillano il mistero del mondo, la bellezza del mondo, e ci lasciano senza fiato". Tale è il presupposto di queste "brevi lezioni", che ci guidano, con ammirevole trasparenza, attraverso alcune tappe inevitabili della rivoluzione che ha scosso la fisica nel secolo XX e la scuote tuttora: a partire dalla teoria della relatività generale di Einstein e della meccanica quantistica fino alle questioni aperte sulla architettura del cosmo, sulle particelle elementari, sulla gravità quantistica, sulla natura del tempo e della mente.

Come fa Superman, con un solo balzo, ad arrivare sul tetto di un edificio di trenta piani? Cosa dice, dell'eroe dei fumetti, questo salto di 200 metri? Quasi tutto. Basta applicare le leggi di Newton: per sfidare la gravità, saltando cosi in alto, Superman, se pesa 100 chili, deve avere una velocità iniziale di oltre 200 chilometri l'ora e, dunque, applicare al salto una forza di oltre 25 tonnellate al secondo. Impossibile per un terrestre, ma non per chi è nato su Krypton, che ha una gravità maggiore. Kakalios spazia dalla meccanica quantistica, alla termodinamica, alla relatività, alla fisica dei solidi... altrimenti come spiegare in che modo l'Uomo Invisibile riesce a passare attraverso i muri?

Tempo, spazio e materia appaiono generati da un pullulare di eventi quantistici elementari. Comprendere questa tessitura profonda della realtà è l'obiettivo della ricerca in gravità quantistica, la sfida della scienza contemporanea dove tutto il nostro sapere sulla natura viene rimesso in questione. Carlo Rovelli, uno dei principali protagonisti di questa avventura, conduce il lettore al cuore dell'indagine in modo semplice e avvincente. Racconta come sia cambiata la nostra immagine del mondo dall'Antichità alle scoperte più recenti: l'evaporazione dei buchi neri, l'Universo prima del big bang, la struttura granulare dello spazio, il ruolo dell'informazione e l'assenza del tempo in fisica fondamentale. L'autore disegna un vasto affresco della visione fisica del mondo, chiarisce il contenuto di teorie come la relatività generale e la meccanica quantistica, ci porta al bordo del sapere attuale e offre una versione originale e articolata delle principali questioni oggi aperte. Soprattutto, comunica il fascino di questa ricerca, la passione che la anima e la bellezza della nuova prospettiva sul mondo che la scienza svela ai nostri occhi.

Jim Al-Khalili è un fisico teorico di grande talento comunicativo. Per lui i paradossi apparentemente insolubili sono un'ottima occasione per spiegare come funziona la scienza. Per questo ne ha scelti nove, tra più e meno noti, e sulla loro traccia ha costruito questo libro, divertente, stimolante, ironico e che ha la capacità di sconcertare con la semplice accumulazione di elementi imprevedibili. Insomma, un libro che non lascia riposare la mente. Si va dal classico paradosso di Achille e la tartaruga (del quale però scopriamo un insospettabile risvolto quantistico) alla più semplice domanda che l'uomo può farsi guardando la volta stellata: perché di notte fa buio? Sembra incredibile, ma dietro a questa domanda apparentemente banale si nasconde una delle più eclatanti scoperte della fisica contemporanea, che era lì, alla portata degli esseri umani fin dalla preistoria, ma che ha trovato una soluzione plausibile solo pochissimo tempo fa. Incontreremo anche l'inquietante diavoletto di Maxwell, il povero gatto di Schrödinger, che è contemporaneamente vivo e morto, lo strano caso degli oggetti che si accorciano viaggiando, quello ancor più strano del tempo che si dilata e si contrae a suo capriccio, per non dire del mistero (paradossale anch'esso, grazie a un'intuizione di Enrico Fermi) della vita extraterrestre. Sono i diabolici paradossi della fisica, che danno da pensare, ma alla fine hanno una soluzione insperata.

Una scelta di testi "meno facili" operata tra le "Lectures on Physics" di Feynman. Filo conduttore di questo volume è una teoria tanto popolare quanto poco compresa: la teoria della relatività di Einstein. Come disse il fisico Freeman Dyson, che fu suo allievo al Caltech, in Feynman "il pensiero profondo e il fare burlesco e giocoso non erano parti separate di una personalità divisa... egli faceva le due cose contemporaneamente". Seguire una di queste lezioni richiede una costante attenzione ai trabocchetti che il fisico tende di continuo, avvalendosi di uno stile dialogico degno di un filosofo antico. In Feynman nessun concetto è così ovvio o elementare da non meritare un supplemento di indagine, un'analisi più attenta.

Queste sono le prime lezioni di Feynman - saranno seguite da "Sei pezzi meno facili" - e partono da zero. Si dice di cos'è fatta la materia, atomi in moto, che sotto la materia c'è dell'altro, il mondo quantistico e i suoi paradossi. L'autore riesce a dare il senso dell'evolversi della fisica nel secolo appena trascorso, mettendone in luce il legame con le altre scienze. Ad ogni lettura cade una buccia della magica cipolla e si apre un nuovo affascinante scenario.

Esiste un modo per raccontare la fisica che non sia solo scientifico, ma anche narrativo, visivo, emotivo? Taccuino di fisica illustrata nasce da questa domanda, un libro sorprendente che unisce rigore e immaginazione, divulgazione e illustrazione, teoria ed esperienza personale. Massimo Temporelli – fisico e voce appassionata della cultura scientifica italiana – spiega, scompone, indaga le dieci leggi fondamentali della fisica e le trasforma in episodi profondamente umani, in parabole filosofiche, riflessioni sul tempo, sulla materia, sul cambiamento. Il risultato è un’opera che restituisce alla fisica il suo ruolo originario: non solo disciplina tecnica, ma forma di pensiero che ci insegna a stare nel mondo, e a saperlo leggere. Un taccuino per studenti, sognatori, insegnanti e per chiunque voglia comprendere a fondo la meraviglia delle leggi dell’Universo. Non serve essere scienziati per lasciarsi toccare dalla potenza di una legge fisica. Basta fermarsi, osservare: ascoltare il battito dell’Universo e imparare a leggerlo attraverso il suo alfabeto.