17 settembre 2015

Il mistero dell’equilibrio delle forze in natura: considerazioni di un matematico

Il mistero dell’equilibrio delle forze in natura: considerazioni di un matematico
- di Paolo Di Sia* –

La fisica non affronta direttamente problemi come la lotta tra il bene e il male, ma spiega l’antagonismo nella natura tra forze diverse che si contrappongono. Consideriamo ad esempio la dinamica di una stella; la gravità propria, dovuta al fatto che la stella ha una massa, tende a schiacciarla, mentre la pressione termica e la radiazione elettromagnetica cercano di farla esplodere. C’è quindi una sorta di “lotta”, di “antagonismo” tra forze diverse che cercano di prevalere una sull’altra.

In generale nell’universo si riscontra questa lotta, questo antagonismo; se non ci fosse pertanto un equilibrio “quasi perfetto”, tutti i sistemi sarebbero in breve tempo sopraffatti da una delle forze in gioco. Si parla di “equilibrio quasi perfetto” e non “perfetto”, poiché di fatto in tempi lunghi una delle forze prevale. Ecco allora che le stelle hanno una vita, nascono, vivono e muoiono, che anche l’universo (da quello che le conoscenze scientifiche attuali affermano) ha un suo percorso, una sua durata, e dovrebbe implodere così come è esploso all’inizio, con il big-bang.

Sembra tuttavia esserci un “mistero” in questa “sospensione della morte” apparentemente accidentale. Si tratta infatti di una “stabilità durevole”, ma non eterna, che permette all’universo di “rimandare la sua morte”, ossia lo stato in cui l’energia non sarà più degradabile. Il fisico teorico e matematico britannicoFreeman Dyson, premio Wolf per la fisica nel 1981, a tal proposito si è espresso in questi termini: “Poiché l’universo ha imboccato il piano inclinato che irreversibilmente porta alla morte, allo stato in cui l’energia non è più degradabile, perché mai ci mette tanto tempo a morire?” ( F. Dyson, Energy in the Universe, Scientific American, N. 225(3), pp. 50-59 (1971)).

Troviamo nell’universo e nelle leggi fisico-matematiche che lo governano molti esempi di questa “sospensione”:
1) la “sospensione dimensionale”, relativa alla crescita primordiale dell’universo: questa crescita ha permesso all’universo di non collassare subito sotto la spinta della propria gravità, ma di avere una vita molto lunga;
2) la “sospensione dovuta alla rotazione”: essa rende stabili galassie e sistemi planetari, poiché la forza centrifuga che ci spinge verso l’esterno bilancia l’attrazione gravitazionale che cerca di aggregare gli oggetti o parti di essi;
3) la “sospensione nucleare”: le stelle consumano il combustibile nucleare in modo molto graduale, e questo permette loro di vivere a lungo, di non collassare velocemente.

Non è chiaro e ancora non debitamente spiegato il perché di questa “lentezza”, di questo equilibrio quasi perfetto tra forze antagoniste. La scienza offreuna strada interessantealla ricerca della verità e di Dio da parte dell’uomo, cosa che avviene dall’inizio dei tempi. Solo conoscendo il mondo nei suoi diversi aspetti (riduzionista e olistico, fisico-matematico e non materialistico) si potrà giungere a capire noi stessi e il senso dell’universo in cui viviamo.

Il fisico teorico Richard Feynman, premio Nobel per la fisica nel 1965, ha scritto: “Siamo soliti, per descrivere il mondo, parlare di gerarchie, o di livelli….. Quale estremità è più prossima a Dio, se mi è consentito di impiegare una metafora di carattere religioso? La bellezza e la speranza, o le leggi fondamentali della fisica? Io credo che la risposta giusta sia questa: dobbiamo tener presenti tutte le interconnessioni strutturali della cosa” (R. Feynman, The Character of Physical Law, Modern Library, 192 pp. (1994))

*docente di Matematica presso Libera Università di Bolzano e l’Università di Verona

Fonte: UCCR
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