Scienza

Un importante articolo del mio forum
http://www.ilforumditutti.net/t186-astrolo...a-e-astrofisica
Quando ci si occupa di astrofisica c’è una cosa che subito, di primo acchito, stimola il
fascino della curiosità: il fatto che più lontano guardiamo nello spazio più indietro
scrutiamo nel tempo.
Pensiamoci: è davvero una cosa incredibile. Se noi vedessimo domani l’esplosione di
una supernova in cielo, ebbene lo spettacolo si riferirebbe a un evento accaduto
milioni di anni fa!!!
Un’altra cosa affascina in modo particolare: che la forza più debole presente in
natura, la gravità, sia in grado di creare oggetti dalle proprietà impressionanti come le
stesse stelle, ma ancor di più le stelle di neutroni e i buchi neri.
In natura sono 4 le forze che la fisica ha identificato: la forza nucleare forte, la forza
nucleare debole, la forza elettromagnetica e la forza di gravità. Sono tutti argomenti
che meriterebbero discorsi molto più ampi, anche dal punto di vista puramente
speculativo rappresentano un’autentica miniera, e senz’altro potremo tornarci
successivamente. Per ora è sufficiente ripercorrere molto a grandi linee le
caratteristiche di questi autentici cardini della materia, del cosmo, dell’universo.
La forza nucleare forte è quella che consente al nucleo atomico (attorno al quale è
presente una fascia elettronica di particelle molto piccole chiamate appunto
“elettroni”) di rimanere unito nonostante sia composto da neutroni, privi di carica
elettrica, e da protoni aventi invece la medesima carica elettrica (positiva), che
dunque dovrebbero teoricamente respingersi, ed è una forza intensissima ma dotata di
un raggio d’azione assai limitato. Protoni e neutroni vengono chiamati “nucleoni” e,
generalmente, PIÙ nucleoni formano un nucleo PIÙ esso è instabile. E’ come se una
massa di detenuti si ribellasse in un carcere: fino a che essi sono 5 o 10, ecco che la
polizia penitenziaria (che fa la parte della forza nucleare forte) riesce a controllarli e a
impedire l’evasione; ma se essi invece rappresentano l’intera prigione, ecco che i
secondini avranno difficoltà a controllare 100 o 200 ribelli e, fatalmente, qualcuno
sfuggirà. Questa fuga di ribelli (nel nostro caso particelle subatomiche di vario tipo) è
il decadimento radioattivo che avviene quando un elemento è particolarmente
instabile.
La forza nucleare debole è una forza meno intensa, e
sempre con raggio d’azione piccolissimo, la quale sovrintende un particolare tipo di
radioattività, il decadimento Beta, ossia l’espulsione di elettroni e di altre particelle
subatomiche prive di massa, nella fattispecie il neutrino, che serve a compensare la
trasformazione del nucleone che decade nell’elettrone espulso. Il neutrone si
trasforma in un protone e libera un elettrone (una carica neutra diviene positiva
perdendo carica negativa, banalizzando al massimo; come dire 0 - <-1> = +1); ma il
bilancio energetico, che deve andare assolutamente in pareggio (principio universale
di conservazione dell’energia), è ancora lievemente a favore dell’originario protone e
il neutrino è quel quantum energetico che, liberandosi assieme all’elettrone, pareggia
il conto. Avendo molto a che fare con gli elettroni, la forza debole è stata ormai quasi
accomunata a quella elettromagnetica, tanto che i fisici spesso parlano non di 4 ma di
3 forze, la forte, la gravitazionale e la “elettrodebole”.
La forza elettromagnetica ci è molto più comune rispetto alle prime due, è quella che
agisce tra cariche elettriche (uguali si respingono, diverse si attraggono) e ha un
valore immensamente più basso rispetto a quelle nucleari, ma ha un raggio d’azione
(o “campo”) teoricamente infinito, che però diminuisce proporzionalmente al
quadrato della distanza, e dunque a un certo punto diviene del tutto ininfluente per
l’osservatore. Ciò nonostante il flusso di cariche elettriche (che provoca un campo
elettrico e magnetico, da cui il nome di “forza elettromagnetica”) è in grado di far
funzionare il nostro mondo tecnologico contemporaneo.
La forza gravitazionale è ancora più debole, molto più debole della forza
elettromagnetica, e pure ha un campo d’azione infinito che decresce col quadrato
della distanza. Teoricamente qualunque corpo o particella dotata di massa esercita (e
risente di) una forza gravitazionale la quale è sempre, per quel che ne sappiamo,
attrattiva. Non è escluso che ci siano plaghe dell’universo dove la gravitazione è
repulsiva, ma qui andiamo quasi sulla fantascienza.
Ogni massa dunque esercita e risente della gravitazione, ma siccome Einstein ci ha
insegnato che massa equivale a energia, dimostrandolo matematicamente in modo
molto più semplice di quanto non si possa pensare (sarà per questo che non ha vinto il
Nobel per tale intuizione...), la gravitazione è in grado di influenzare anche la luce,
che può essere interpretata come onda o come corpuscolo, nella fattispecie il
“fotone”, che però è pur sempre una particella priva di massa. Comunque questo è un
altro discorso..., caso mai ci torneremo.
E proprio parlando della gravitazione ci inoltriamo lungo un sentiero affascinante,
dove cosmologia, fisica e filosofia dialogano tra loro.