Fisica

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?

Il senso comune ci dice che la materia non svanisce nel nulla, che una particella e un'onda sono entità molto diverse e che una conoscenza sufficientemente accurata conduce a buone predizioni. Eppure, quando usciamo dall'ambito dell'esperienza quotidiana, per addentrarci nel mondo della fisica quantistica, le cose mostrano di stare in tutt'altro modo: le particelle di materia si possono annichilare, onde e particelle sono due facce della stessa medaglia e i risultati di certi esperimenti sono totalmente imprevedibili. Kenneth Ford ci spiega come le leggi che governano l'enormemente piccolo e l'enormemente rapido sfidino il senso comune e mettano alla prova il nostro intelletto al limite delle sue possibilità. Ford ci introduce alle grandi idee della fisica quantistica, che, nonostante i numerosi successi, continua a rimanere piena di concetti misteriosi: la granularità, il dualismo onda-particella, il principio di indeterminazione, la natura dei bosoni e dei fermioni, il principio di sovrapposizione e la non separabilità.

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.

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.

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Qual è il nostro ruolo nell'immensità del cosmo? Una scienziata del CERN ci porta in viaggio alla scoperta dei misteri dello spazio e delle grandi domande dell'umanità Dalle prime osservazioni delle stelle al futuro cosmico. Viaggio tra galassie, corpi celesti e pianeti. Da sempre guardiamo il cielo e ci interroghiamo. I Babilonesi tracciavano il percorso dei corpi celesti su tavolette di argilla, nei laboratori del XXI secolo si cominciano a svelare i segreti del regno subatomico: allora come oggi, a guidarci è lo stesso innato desiderio di capire quale sia il nostro posto nell'universo e di esplorare il mistero della sua vastità. "Breve storia dell'universo" è il racconto della nostra ricerca di significato nell'immenso spazio cosmico, dall'antica astrologia alla rivoluzione copernicana, dalla materia oscura all'ipotesi di forme di vita al di fuori della Terra. Sarah Alam Malik, affermata fisica delle particelle del CERN di Ginevra, prende per mano il lettore e lo accompagna in un viaggio spettacolare attraverso le scoperte che hanno cambiato la nostra comprensione del cosmo, della natura e di noi stessi. Un inno ai grandi passi avanti della scienza e alla nostra capacità di meravigliarci.

Nel 1915 Einstein ha rivoluzionato il modo di pensare alla realtà dimostrando che la gravità non è una forza di attrazione tra oggetti massivi, ma l'effetto della curvatura geometrica dello spaziotempo. Per farlo, ha dovuto ricorrere agli studi di molti matematici, tra i quali Marcel Grossmann, che lo introdusse alla comprensione della struttura geometrica su cui si fonda la teoria della relatività. E questo è solo un esempio di come la matematica possa dirigere, e talvolta anche anticipare, le scoperte della fisica: dai buchi neri alle onde gravitazionali, al Big Bang. Ma perché le affermazioni matematiche, derivate esclusivamente dalla logica, forniscono le migliori descrizioni del nostro mondo fisico? Se lo chiedono in questo volume uno dei maggiori matematici viventi e un apprezzatissimo divulgatore scientifico. Raccontando come fisica e matematica si siano unite per darci la teoria della gravità e la vertiginosa gamma di idee e intuizioni che ne sono derivate, mostrano come la matematica non sia soltanto il linguaggio delle scienze, ma l'impronta digitale stessa della natura. E come la sua portata, ugualmente a quella della gravità, si estenda fino ai confini dell'universo.