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La materia è fatta di atomi. L’atomo è fatto di protoni, neutroni ed elettroni che noi immaginiamo come piccole palline. Se protoni, neutroni ed elettroni fossero fatti di materia, sarebbero fatti da atomi il chè sarebbe una contraddizione. Perciò protoni, neutroni ed elettroni non sono oggetti materiali, per cui l’atomo non è fatto di materia, perciò la realtà é immateriale. La Fisica moderna ha riconosciuto che tutte le particelle elementari che costituiscono l’atomo sono “pacchetti di energia”. “Atomo” è solo il nome di una realtà inconoscibile.

Gli atomi dunque sono oggetti inconoscibili, però emanano radiazione elettromagnetica. Di questa radiazione noi percepiamo solo una minima parte, quella che gli scienziati chiamano la “finestra del visibile”. Questa parte di radiazione raggiunge la retina in fondo all’occhio.

Qui alcune cellule specializzate (i coni ed i bastoncelli) la trasformano in inpulsi elettrici. Questi inpulsi percorrono un sottile filo, il nervo ottico e raggiungono una certa zona del nostro cervello. In questa zona si formano quelle immagini fantasiose che noi chiamiamo realtà ma che non hanno niente a che vedere con la realtà. Già gli antichi filosofi greci chiamavano “phantasma” ciò che noi scambiamo per realtà.

L’uomo occidentale ha perso completamente la consapevolezza di ciò che invece, per istinto e ragionamento, era ben chiaro per l”Uomo delle antichissime civiltà Tradizionali.
Queste considerazioni sono ben chiarite nel mito della caverna di Platone.

Il concetto di “Materia” è strettamente collegato alla nostra esperienza empirica, al nostro piano dell’esistenza. La Fisica moderna descrive la realtà attraverso modelli Fisico-Matematici. Per quanto riguarda le particelle elementari che costituiscono la Materia, il modello prevede che queste hanno il duplice comportamento sia di onde che di corpuscoli. Il modello ha il solo scopo di descrivere realtà oggettive inconosibili: è impossibile conoscere le cose prescindendo dall’osservatore. In molti sistemi filosofico-scientifici si sostiene addirittura che non vi sia niente di esterno all’osservatore.

Ma un duro colpo al concetto tradizionale di Materia lo da anche la scoperta dell’equivalenza di Materia ed Energia scoperta con la Teoria della Relatività di Einstein e quantificata dalla famosa equazione E = M x C².

Il fenomeno della vita che si è sviluppata su questo pianeta e, molto probabilmente, in molti altri pianeti del nostro sconfinato Universo è estremamente complesso: questo breve articolo non ha alcuna pretesa scientifica, ma ha uno scopo esclusivamente divulgativo. Speriamo di esporre le cose nel modo più semplice possibile e che i biologi non storcano il naso per alcune semplificazioni.
Premettiamo che un polimero è una lunga catena di gruppi molecolari, ciascuno dei quali è detto monomero.
Il DNA (acido desossiribonucleico) è appunto un polimero che contiene tutte le informazioni che determinano le caratteristiche di un essere vivente e necessarie alla realizzazione di un nuovo organismo: è il codice ereditario caratteristico di ogni essere vivente, sia esso animale o vegetale.

Come è noto, tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule. La cellula è la più piccola struttura che può esser classificata come “vivente”. Alcuni organismi viventi, come i protozoi o alcuni batteri, sono costituiti da una sola cellula e, per questo, vengono detti monocellulari. Gli organismi formati da più cellule vengono invece definiti pluricellulari. Nell’uomo sono presenti circa centomila miliardi di cellule.
Le cellule sono caratterizzate da un liquido acquoso, il citoplasma, racchiuso in una membrana cellulare.
A questo punto bisogna distinguere tra due tipi di organismi: eucarioti e procarioti.

Le cellule degli eucarioti (piante ed animali) sono caratterizzate dalla presenza di un nucleo che è invece assente nei procarioti.
Negli eucarioti la maggior parte del DNA si trova nel nucleo in strutture chiamate cromosomi ed una piccola parte nei mitocodri, organelli presenti nel citoplasma. Nei procarioti lo troviamo nel citoplasma.
Dunque il DNA è un polimero costituito da monomeri. I monomeri del DNA vengono chiamati nucleotidi.
Un singolo nucleotide è formato da tre componenti fondamentali: un gruppo fosfato, il desossiribosio ed una base azotata che può essere o Adenina (A) o Guanina (G) o Citosina (C) o Timina (T).

A, G, C e T sono le lettere del misterioso alfabeto che caratterizza la vita su questo pianeta: L’ordine, o sequenza, di queste basi azotate determina le informazioni disponibili per costruire e mantenere un organismo, simile al modo in cui le lettere dell’alfabeto appaiono in un certo ordine per formare parole e frasi. La sequenza nella quale si dispongono queste quattro basi azotate costituisce di fatto l’informazione genetica. Attraverso questa informazione il DNA è capace di sintetizzare le proteine che sono i costituenti fondamentali di tutta la materia vivente, ma, per fare ciò, ha bisogno di trasferire queste informazioni prima ad un “messaggero” che è la molecola di RNA: un filamento di DNA viene ricopiato in un filamento di RNA.

A differenza del DNA, l’RNA non ha la capacità di replicarsi ma ha la fondamentale funzione di unire i vari amminoacidi per formare una proteina secondo l’informazione originaria contenuta nel DNA. C’è dunque una precisa corrispondenza tra il linguaggio del DNA scritto in nucleotidi e quello delle proteine scritto in amminoacidi.
Il DNA si presenta come una coppia di filamenti avvolti in una doppia elica. Ogni filamento contiene diversi milioni di nucleotidi.

Un determinato settore di DNA che contiene il codice per uno specifico fattore ereditario (per esempio il colore degli occhi) viene chiamato Gene. I Geni determinano lo sviluppo fisico, ma anche comportamentale di un determinato individuo. Nel DNA sono presenti 30-40 mila geni.

Come abbiamo detto, il DNA, e quindi i geni, sono contenuti nei cromosomi presenti nel nucleo della cellula (eucarioti). Gli esseri umani hanno 46 cromosomi, 23 ereditati dal padre e 23 dalla madre.
Non si può tacere sul fatto che il DNA contiene anche ampie zone non codificanti, chiamate introni: l’intero patrimonio genetico umano è solo per il 27% composto da geni e questi sono codificanti per solo il 10%. La funzione degli introni è ancora oggetto di studio.

Nella divisione cellulare, il fenomeno per il quale da una singola cellula se ne producono due, i due filamenti del DNA si separano e, attingendo al materiale citoplasmatico, creano due esatte copie di se stessi, cosicchè la nuova cellula avrà lo stesso patrimonio genetico.

Tutto quanto detto vale per tutte le forme di vita esistenti su questo pianeta, pertanto non creiamo fantasie sulla diversità o sulla superiorità dell’Uomo. Chissà nell’immensità dell’Universo quante forme di vita intellettualmente superiori all’Uomo esistono.

Il fenomeno del vento è provocato dalla differenza di pressione in diverse zone dell’atmosfera: l’aria è spinta dalle zone di alta pressione verso le zone di bassa pressione. Ovviamente il vento può assumere qualsiasi direzione.

Il vento che proviene dal Nord è chiamato TRAMONTANA e causa un abbassamento delle temperature. Il suo nome deriva probabilmente dal latino “intra montes”.
Da Est proviene il LEVANTE che di solito porta precipitazioni.
Il vento che proviene da Sud è un debole vento chiamato OSTRO. E’ un vento caldo e umido portatore di piogge.

Da Ovest proviene il PONENTE, talvolta chiamato ponentino: è un vento fresco, ma talvolta porta maltempo.
Da Sud-Est giunge la SCIROCCO, vento caldo ed umido il cui nome proviene da “Siria”.

Il vento che invece viene da Sud-Ovest è il LIBECCIO (il nome deriva da “Libia”). Spesso è molto intenso, ma, poichè giunge al seguito delle perturbazioni, annuncia buon tempo.
Da Nord-Est proviene il GRECALE (dalla parola “Grecia”) che porta di solito buon tempo e cielo sereno.

Infine da Nord-Ovest viene il MAESTRALE. Porta freddo ed è simile alla Tramontana. Il suo nome deriva dalla sua forza per la quale è definito Maestro dei venti.

Circa 4 miliardi e 600 milioni di anni fa, in un braccio a spirale di una dei tanti miliardi di galassie che popolano l’universo, avveniva un fenomeno piuttosto comune: la nascita di una stella (il nostro Sole), con il suo corredo di pianeti ed altri oggetti che hanno iniziato a ruotarle intorno.
Molto presto, dopo solo 600 milioni di anni, sul nostro pianeta (la Terra), apparvero le prime forme di vita. Nel corso dei millenni queste forme divennero sempre più complesse e differenziate.
Attualmente si contano circa 350.000 specie vegetali ed un milione e mezzo circa di specie animali.

Con la formazione di sistemi nervosi sempre più complessi e specializzati, molte di queste specie animali raggiunsero elevati livelli di intelligenza e di autocoscienza.
Quasi tutto il mondo scientifico è d’accordo nel ritenere che, almeno sul nostro pianeta, la specie animale che abbia raggiunto il più alto livello di intelligenza sia l’uomo, anche se però ammette che molte altre specie animali hanno un’intelligenza superiore ai bambini o ai malati di mente.

La principale differenza tra l’uomo e gli altri animali è che questo ha sviluppato una capacità di linguaggio e di comunicazione con gli altri esseri viventi decisamente superiore a tutte le altre specie.
E’ giudizio comune ritenere i mammiferi come la famiglia animale più evoluta, ma si farebbe un torto alle formiche, alle termiti ed alle api, capaci di creare società altamente sviluppate e differenziate.
Più avazano gli studi scientifici sugli animali, più si scopre che anche tra insetti, pesci etc.. vi sono notevoli forme di intelligenza e grandi capacità di comunicare.
Dunque un atteggiamento scientifico corretto sta nel ritenere l’uomo uno dei tanti animali che popolano questo pianeta, anche se il più intelligente.

Se si assiste all’autopsia di un essere umano o di un altro mammifero si nota che non vi sono grandi differenze: si trovano un cuore, due polmoni, un fegato, un cervello, organi genitali molto simili etc,etc…
Come tutti i mammiferi, l’uomo mangia, defeca, urina, si congiunge sessualmente.
Pertanto filosofie e religioni che vedono nell’uomo un essere superiore o addirittura dotato di un anima, sono particolarmente infantili. Probabilmente queste fantasie sono sempre presenti quando una specie vivente assume il predominio del pianeta dove vive, agli inizi della sua evoluzione intellettuale.

Chi conosce gli animali sa quanto grande è la loro intelligenza e sensibilità. Essi sarebbero incapaci di commettere alcune delle terribili azioni che gli esseri umani sono capaci di fare verso altri esseri umani:
fino a 65 milioni di anni fa il nostro pianeta era dominato dai Dinosauri. Erano animali nobili, generosi, forti, coraggiosi. Poi, per un tragico evento dovuto al caso, scomparvero del tutto. Un Asteroide colpì accidentalmente la Terra andando a cadere tra il golfo del Messico e lo Yucatan. Si sollevò tanta polvere e non si vide più il Sole per decine di anni. I Dinosauri erano rettili e, senza la luce ed il calore della nostra stella, si estinsero. Solo allora, degli animali mollicci, ributtanti, le cui femmine non facevano uova ma erano dotate di mammelle, presero il sopravvento sul nostro pianeta e cominciarono ad evolversi: erano i mammiferi.

Il culmine dell’evoluzione di questa specie fu l’Uomo: un animale cattivo, feroce, pronto ad uccidere. Questo animale aveva una caratteristica che nessun altro animale aveva mai avuto prima: il pollice opponibile, cioè il pollice dei suoi arti superiori poteva toccare tutte le altre dita. Per questo motivo poteva costruire strumenti ed armi con le quali ebbe facile sopravvento su tutte le altre specie del nostro pianeta e cominciò quella storia di orrori e mostruosità che ha sempre caratterizzato la razza umana.
Cristianesimo, Islam ed Ebraismo hanno tristemente contribuito ad inculcare nell’uomo la credenza di essere il centro dell’universo e di non essere un animale come tutti gli altri. Da ciò sono derivate tutte le sofferenze alle quali vengono sottoposti gli animali nel mondo occidentale e nel mondo islamico.

Assai diverso è l’atteggiamento di Induismo e Buddhismo: si tratta di filosofie molto profonde, poco adatte alla semplicità degli schemi mentali dell’uomo occidentale o islamico. Come conseguenza di queste dottrine nasce il massimo rispetto per ogni forma di vita, per cui sarebbe una azione estremamente riprovevole anche uccidere una piccola formica: l’atteggiamento dell’uomo verso gli animali inferiori non è di sfruttamento e supremazia, ma di amore e protezione.

Concludiamo con questa frase del Mahatma Gandhi:
“La grandezza di una nazione e il suo progresso morale si possono giudicare dal modo in cui tratta gli animali”.

Circa 4 miliardi e mezzo di anni fa, da una nebulosa di gas e polveri, nasceva il Sistema Solare e, con esso, il pianeta Terra. Questo pianeta iniziò la sua rotazione attorno al Sole, stella situata alla periferia di una Galassia formata da 300 miliardi di stelle, che è solo una dei miliardi di Galassie presenti nell’Universo.
Le prime forme di vita apparvero sul nostro pianeta abbastanza presto, circa 4 miliardi di anni fa. Si pensi però che l’età del nostro Universo è stimata in 13,7 miliardi di anni, per cui, nell’immensità del cosmo, il fenomeno della vita potrebbe essersi sviluppato assai prima su altri pianeti.

In questa breve nota ci occuperemo però solo dell’evoluzione della specie umana.
L’uomo, come tutte le scimmie, appartiene all’ordine dei primati, che, a sua volta, appartiene alla classe dei mammiferi. E’ ancora difficile stabilire quando un primate si possa definire “uomo”: si pensi che ancora al giorno d’oggi il DNA dell’uomo differisce solo dell’1% dal DNA dello scimpanzè.
Circa 23 milioni di anni fa cominciarono a differenziarsi le prime scimmie antropomorfe: oranghi, gorilla, scimpanzè ed ominidi. Queste specie quasi subito iniziarono ad adottare l’andatura bipede, che consentiva l’uso degli arti superiori per altri usi.

Senza entrare nei dettagli della classificazione paleontologica, possiamo affermare che i primi ominidi dalle caratteristiche più spiccatamente umane furono gli Australopitechi che vivevano nelle attuali Tanzania ed Etiopia, in Africa. Facevano vita di gruppo ed utilizzavano pietre non lavorate come armi o strumenti. Erano bipedi e di bassa statura. I primi resti di Australopitechi risalgono a circa 4 milioni di anni fa. Si ritiene che australopitechi e scimpanzè derivassero da un antenato comune.
Il passo successivo dell’evoluzione umana fu la comparsa dell’Homo Habilis circa 2 milioni e mezzo di anni fa. Poichè gli Australopitechi si estinsero circa un milione di anni fa, le due specie convissero sul nostro pianeta per almeno un milione di anni.

L’Homo Habilis aveva molti tratti in comune con l’Australopiteco, ma aveva maggiori abiltà manuali, infatti sapeva costruire armi e strumenti.
2 milioni di anni fa apparve poi l’Homo Erectus, caratterizzato da una posizione eretta stabile, da una statura maggiore e da una tecnologia superiore a quella dell’Homo Habilis. Fu il primo a saper accendere il fuoco.
Infine 250.000 anni fa apparve l’uomo di Neanderthal (la cui improvvisa estinzione, circa 30.000 anni fa, non è stata ancora chiarita) e 200.000 anni fa l’Homo Sapiens, sempre più evoluti rispetto alle specie precedenti.

L’uomo attuale viene classificato nella specie Homo Sapiens Sapiens, di poco successiva all’Homo Sapiens. L’Homo Sapiens Sapiens è caratterizzato da un cervello molto strutturato e sviluppato ed inoltre ha capacità di linguaggio, introspezione e ragionamento astratto. Ha posizione eretta stabile e gli arti superiori prensili. Ha la capacità di costruire i più svariati utensili e di manipolare oggetti. Con l’Homo Sapiens Sapiens nascono i primi gruppi sociali stabili in cooperazione o in competizione fra loro.

Continuerà l’evoluzione umana? E’ molto ragionevole pensare di si, anche se questa evoluzione sembra riguardare ormai più l’aspetto intellettuale che non quello fisico-biologico.
Nella scala dell’evoluzione umana è relativamente da poco che l’uomo ha cominciato ad indagare sul mistero dell’Universo: è solo da “poco” che si è scoperto che il pianeta Terra non è tutto il mondo, ma solo un piccolo insignificante pianeta sperduto nell’immensità dell’Universo. Ciò ha messo in crisi Religioni e Superstizioni varie che pretendevano che l’uomo fosse il centro dell’Universo è che la Terra fosse stata creata da un “Dio” dalle caratteristiche, in verità, non molto dissimili da quelle dell’uomo stesso.

Questa consapevolezza è però, per ora, patrimonio solo delle classi più “acculturate”, non certo ancora delle grandi masse, per cui il cammino dell’evoluzione intellettuale umana sarà ancora molto lungo ed irto di ostacoli: molte sono ancora le Istituzioni che basano il loro potere sull’ignoranza umana ed ormai da qualche secolo stanno facendo di tutto per rallentare il progresso della vera conoscenza.
Sembra però che il progresso umano sia proprio inarrestabile. Con l’avanzata esponenziale delle nostre conoscenze è molto probabile che solo fra cento anni i nostri posteri sapranno molto di più sui misteri della vita e dell’Universo e sorrideranno del nostro ancor essre legati a Religioni e Superstizioni infantili ed elementari.

C’è ancora da considerare che, vista l’immensità dell’Universo, è impensabile che questa evoluzione si sia sviluppata solo sul nostro pianeta. Esistono seri studi statistici sul numero delle possibili civiltà di grado pari o superiori alla nostra esistenti nei miliardi di galassie presenti nel Cosmo.
Forse ci dobbiamo rammaricare di essere nati così presto: in futuro l’Umanità forse è destinata a vedere cose meravigliose e, per noi, del tutto impensabili.

Come sappiamo, la materia è fatta da atomi e gli atomi si legano tra loro per formare le molecole.
In questa breve nota useremo il termine “particella” per denotare indifferentemente atomi e molecole. Ciò perchè, mentre la stragrande maggioranza delle sostanze esistenti è formata da molecole (composti chimici), esistono anche sostanze formate da atomi tutti uguali (elementi semplici).

Tutte le particelle che costituiscono la materia sono in continuo movimento. Se tocco con un dito un oggetto qualsiasi e sento la sensazione di caldo, vuol dire che le particelle che costituiscono quell’oggetto si muovono più velocemente delle particelle che costituiscono i miei polpastrelli. Questa informazione viene trasmessa al cervello dai nervi e nel cervello si genera quella sensazione che noi chiamiamo “caldo”. Il contrario avviene per la sensazione di freddo.
Potremo allora definire la temperatura di un corpo come una misura dello stato di agitazione delle particelle che costituiscono quel corpo: più veloci sono le particelle, più “caldo” è il corpo.
In termini scientifici, si dice che la temperatura è una misura dell’energia cinetica media delle particelle.

La produzione della sensazioni di caldo e di freddo nel nostro cervello sono dovute al fatto che tutti gli animali superiori di questo pianeta sono costruiti in modo da salvaguardare la propria sopravvivenza: in pratica l’unico scopo è che l’animale deve ritrarre subito la zampa se l’oggetto che tocca è troppo caldo o troppo freddo.
La temperatura di un corpo può aumentare all’infinito, infatti nell’Universo osserviamo anche temperature di milioni di gradi centigradi all’interno delle stelle.

Esiste invece un limite inferiore per la temperatura: più le particelle che costituiscono un corpo si muovono lentamente, più il corpo è freddo. Ma non può esistere un freddo “più freddo” di “particelle ferme”.
Per questo motivo esiste un limite inferiore per la temperatura che viene chiamato lo zero assoluto. Questa temperatura corrisponde a -273,15 gradi centigradi.
In realtà, nel nostro Universo, la temperatura più bassa registrata è di -270 gradi centigradi, ciò perchè esiste ancora un residuo di calore di 3 gradi centigradi dovuto al Big-Bang.

Se accosto un corpo caldo ad un corpo freddo, osservo che, dopo un po’ di tempo, i due corpi avranno raggiunto una temperatura uguale, intermedia tra le temperature dei due corpi. Nel linguaggio comune diciamo che il calore è passato dal corpo caldo a quello freddo.
In realtà ciò che accade è questo: le particelle veloci del corpo caldo urtano le particelle più lente del corpo freddo. A causa di questi urti, le particelle lente del corpo freddo accelerano e quelle del corpo caldo perdono energia e rallentano. Non esiste nessun “calore” che passa da un corpo all’altro.

Senza usare equazioni complicate, possiamo affermare che la vita è un fenomeno che si oppone alla legge dell’Entropia.
L’Entropia è una misura del disordine di un Sistema e, per il secondo principio della Termodinamica, l’Entropia dell’Universo è in continuo aumento.
Quando, in qualche punto dell’Universo, si origina la vita, questo è un sistema “ordinato”, nato a spese di un aumento del disordine dell’ambiente circostante: è un misterioso tentativo di contrastare l’inesorabile legge dell’Entropia (un filo d’erba nasce anche in mezzo alle pietre).
Sul nostro pianeta, almeno allo stadio attuale dell’Evoluzione, questo “sistema ordinato” dura poco, proprio perchè, prima o poi, soccombe alla inesorabile legge dell’Entropia: una stella come il Sole vive in media 10 miliardi di anni; la durata di un essere vivente è, a confronto, solo un battito di ciglia.

In un essere umano sono presenti circa centomila miliardi di cellule. Ciascuna di esse è un essere vivente a tutti gli effetti: nasce, si riproduce, invecchia e muore. Nessuna cellula ha la coscienza di essere parte di una struttura più complessa, dotata di autocoscienza.
Per dare dunque una corretta definizione di morte, dovremo necessariamente riferirci a questa effimera struttura superiore che è il nostro io. Semplicemente possiamo affermare che la morte è la fine dell’autocoscienza.
I fenomeni immediati che fanno supporre la morte sono: assenza di respiro, assenza di battito cardiaco ed assenza di riflessi pupillari, ma questi segni esteriori non hanno valore di certezza per la diagnosi di morte.

Successivamente si hanno il raffreddamento del cadavere, la rigidità cadaverica (rigor mortis) e la decolorazione della salma dovuta all’assenza della circolazione sanguigna.
In medicina legale, questa cessazione dell’autocoscienza è testimoniata dall’encefalogramma “piatto” irreversibile: è buona norma attendere almeno 24 ore prima di seppellire un cadavere (non sono rari i casi di “ritorno in vita”). C’è una triste statistica che parla di un 2% di persone sepolte vive; il fatto è testimoniato dai coperchi delle bare trovati graffiati all’interno e dalle strane posizioni in cui si trovano i cadaveri dopo la riesumazione delle salme.

Dopo la morte così definita, cominciano a morire le singole cellule, a causa del mancato apporto di ossigeno per la cessazione delle funzioni respiratorie. Muoiono per prime le cellule nervose, poi quelle cardiache e più tardi quelle dei tessuti di sostegno. Si tenga presente che, dopo il decesso, continuano per almeno due ore i movimenti intestinali, con conseguente fuoriuscita di feci. Proseguono per almeno altre 30 ore i movimenti vibratili delle mucose respiratorie, l’attività secretoria delle ghiandole digerenti, la motilità degli spermatozoi, l’attività fagocitaria dei globuli bianchi, la sensibilità delle arteriole all’adrenalina. Il cuore, a distanza di 24 h dalla morte, continua a presentare movimenti fibrillatori dell’atrio destro.
Una indagine sulle sensazioni del moribondo può essere compiuta analizzando i racconti delle persone che hanno sperimentato le condizioni di coma, arresto cardiocircolatorio ed encefalogramma piatto, ma che poi si sono riprese e sono “tornate in vita”.

L’elemento più comune in questi racconti è la sensazione che ha il moribondo di percorrere un tunnel al termine del quale vi è una luce splendente.
Spesso è anche presente la sensazione di uscire dal proprio corpo e di assistere agli eventi che accadono intorno a se dall’esterno.
Queste due sensazioni vengono poi spesso arricchite, nei resoconti dei “tornati in vita”, da elementi religiosi, ma questi elementi sono diversi a seconda della religione praticata in vita dal morente.
L’ipotesi scientifica più accreditata ritiene che queste visioni siano dovute alle alterazioni chimiche che avvengono nel cervello quando si trova in stato di coma profondo: sensazioni analoghe vengono provocate artificialmente con la somministrazione di particolari droghe come la ketamina.

All’inizio di questa nota, abbiamo detto che i miliardi di cellule che compongono il nostro organismo sono esseri viventi che non hanno alcuna coscienza di formare una struttura complessa a loro superiore. Ebbene, anche tutti gli esseri viventi di una determinata specie concorrono ad una struttura superiore che è appunto la specie stessa, nel nostro caso la specie umana. In questa ottica lo scopo principale della nostra esistenza è la trasmissione del DNA per consentire la sopravvivenza della specie. In questo quadro, la morte del singolo individuo è un avvenimento irrilevante: nel nostro organismo ogni giorno muoiono migliaia di cellule, ma per noi non cambia nulla.

La Fotosintesi Clorofilliana è quel meraviglioso processo per il quale le piante trasformano sostanze inorganiche in sostanze organiche, tipiche del fenomeno della vita sul nostro pianeta.
Le piante compiono questa operazione attraverso le foglie, nelle quali, in organelli chiamati cloroplasti, è presente la clorofilla che da alle foglie il loro caratteristico colore verde.
La clorofilla ha la proprietà di assorbire la luce solare che permette la realizzazione di una reazione chimica che trasforma due sostanze strutturalmente molto semplici, l’acqua (H2O) e l’anidride carbonica (CO2), in una sostanza organica complessa quale il glucosio (C6H12O6), con sviluppo di ossigeno.

Le piante assorbono l’acqua dal terreno e l’anidride carbonica dall’aria.
Il glucosio è uno zucchero monosaccaride, cioè è un semplice carboidrato che poi verrà trasformato in amido e cellulosa. Inoltre verrà usato dalla pianta come fonte di energia per i suoi processi vitali.

Oltre alla formazione dei carboidrati, la fotosintesi clorofilliana ha il benefico effetto di arricchire l’atmosfera di ossigeno e di assorbire invece anidride carbonica, per cui la presenza delle grandi foreste ricche di vegetazione è essenziale per il nostro pianeta.

Senza esagerazioni, possiamo affermare che il processo della fotosintesi clorofilliana è l’anello di congiunzione tra due mondi: quello inorganico non vivente e quello organico vivente.
Lo schema della reazione chimica sarà dunque:

acqua (H2O) + anidride carbonica (CO2) + luce = glucosio (C6H12O6) + ossigeno (O2)

La reazione chimica bilanciata è la seguente:

6H2O + 6CO2 + energia (luce) = C6H12O6 + 6O2

che si legge: sei molecole di acqua più sei molecole di anidride carbonica più energia si trasformano in una molecola di glucosio più sei molecole di ossigeno.

Possiamo definire la corrente elettrica come un flusso ordinato di elettroni lungo un conduttore.
Ricordiamo che gli elettroni sono quelle particelle negative che ruotano attorno al nucleo dell’atomo.
Un generatore di corrente elettrica ha la capacità di creare un polo positivo ed un polo negativo alle due estremità di un conduttore: gli elettroni, essendo cariche negative, vengono respinti dal polo negativo ed attratti dal polo positivo, per cui si mettono a fluire ordinatamente lungo il conduttore.

+ ______________________________ -
← ← ← ← ← ← ← ←

Abbiamo già usato spesso la parola “conduttore”, ciò perché non tutte le sostanze conducono la corrente elettrica. Cerchiamo di chiarire questo punto:
Gli elettroni non ruotano tutti alla stessa distanza dal nucleo dell’atomo. Gli elettroni più vicini al nucleo sono più attirati da esso ed hanno meno energia, mentre quelli più lontani sono meno attirati ed hanno più energia.

I metalli hanno la caratteristica di avere pochi elettroni nell’ultimo livello energetico. Per esempio il Rame e l’Argento, che sono buoni conduttori, hanno un solo elettrone nell’ultimo livello. Quando il generatore di corrente crea un polo positivo ed uno negativo all’estremità di un conduttore metallico, si genera una forza elettromotrice sufficiente a strappare all’atomo questi elettroni lontani dal nucleo ed a farli scorrere dal polo negativo a quello positivo.

Possiamo definire l’intensità di una corrente elettrica come il numero di elettroni che passano al secondo attraverso una sezione del conduttore. Questa grandezza viene sempre indicata con la lettera I e viene definita in Fisica come la quantità di carica elettrica che passa nell’unità di tempo attraverso la sezione di un conduttore:

I = Q / t

L’intensità di una corrente elettrica si misura in Ampere. Se in un conduttore fluisce una corrente elettrica di un ampere, vuol dire che, in una data sezione del conduttore, per ogni secondo, transitano 6.250.000.000.000.000.000 elettroni. La corrente di un Ampere è appena sufficiente ad accendere una piccola lampadina.

Quando un generatore elettrico crea un polo positivo ed uno negativo alle due estremità di un conduttore, si dice che crea una “differenza di potenziale” e questa grandezza fisica, sempre indicata col simbolo ΔV, viene misurata in volt.

Per i più esigenti aggiungiamo che tra i due estremi A e B di un conduttore elettrico c’è la differenza di potenziale di un volt se la forza elettromotrice compie il lavoro di 1 Joule per portare una carica di 1 Coulomb da A a B, dove Joule e Coulomb sono rispettivamente le unità di misura del lavoro e della carica elettrica nel sistema internazionale di misura. Un Coulomb rappresenta un numero enorme di elettroni, che tralasciamo di riportare.

I vari conduttori hanno diverse tendenze ad opporsi al flusso degli elettroni. La tendenza di un conduttore ad opporsi al flusso degli elettroni viene chiamata resistenza.
Intensità di corrente, differenza di potenziale e resistenza sono legate fra loro da una importante relazione, la prima legge di Ohm:

ΔV = R I

Che posta nella forma:

I = ΔV / R

Evidenzia che l’intensità di una corrente elettrica è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale applicata alle estremità del conduttore ed inversamente proporzionale alla sua resistenza, il che, d’altra parte, è intuitivo.
L’unità di misura della resistenza elettrica è l’ohm: Un conduttore ha resistenza pari ad 1 ohm quando una differenza di potenziale ai suoi capi pari ad un volt genera una corrente di intensità pari ad un ampere.

Quando un conduttore è attraversato da una corrente elettrica si riscalda a causa della resistenza che gli elettroni incontrano nel loro flusso. Questo fenomeno è denominato “effetto Joule”.
Il calore prodotto è direttamente proporzionale alla resistenza, al tempo ed al quadrato dell’intensità di corrente:

Calore = R I² t

Questo fenomeno è sfruttato, per esempio, nelle stufe e negli scaldabagni elettrici.

La Materia è fatta di atomi. “Atomo” è il nome di un oggetto inconoscibile che la Fisica descrive tramite un “modello”.
Senza entrare in inutili dettagli, il modello più semplice descrive l’atomo come un oggetto costituito da un nucleo centrale attorno al quale ruotano particelle molto più piccole chiamate elettroni. Gli elettroni hanno carica elettrica negativa.
Sempre secondo questo modello, Il nucleo dell’atomo è costituito da un grappolo di particelle strettamente impacchettate di due diverse specie: i protoni, dotati di carica elettrica positiva ed i neutroni privi di carica.

Nel 1928 il fisico inglese Paul Dirac si imbattè in questo problema: nello scrivere una equazione che introduceva i principi della Teoria della Relatività ristretta nella precedente equazione di Schrodinger (che descriveva i principi della Meccanica Quantistica), vide che questa prevedeva la necessità dell’esistenza di un elettrone dotato di carica elettrica positiva.
Da questa osservazione egli formulò l’ipotesi che, per ogni particella, dovesse esistere un’antiparticella di massa uguale, ma di carica elettrica opposta.
In effetti, nel 1932, il fisico americano Carl David Anderson individuò nei raggi cosmici una particella che aveva la massa dell’elettrone, ma carica elettrica positiva. Questa fu la prova che esisteva l’antiparticella dell’elettrone alla quale fu dato il nome di “positrone”.

Nel 1955 i fisici Emilio Segrè ed Owen Chamberlain, tramite il potente acceleratore di particelle di Berkeley in California, scoprirono l’antiprotone: una particella di massa uguale a quella del protone, ma di carica negativa.
Il discorso per il neutrone è un po’ più complesso: il neutrone non ha carica elettrica, per cui quali dovrebbero essere le caratteristiche dell’antineutrone?
Dobbiamo fare un passo indietro: l’elettrone è una particella elementare, cioè non è costituito da altre particelle: è 1837 volte più piccolo di un neutrone e 1836 volte più piccolo di un protone che, come si vede hanno massa quasi uguale.

Protoni e neutroni sono invece costituiti da quark, che hanno carica elettrica frazionaria.
L’antineutrone è dunque una particella che ha la massa uguale al neutrone, ma è costituita da antiquark.
Nel 1956, sempre mediante l’acceleratore di particelle di Berkeley, il fisico Bruce Cork individuò per la prima volta gli antineutroni.
A questo punto possiamo molto facilmente definire il concetto di “Antimateria”: è una sostanza costituita da atomi formati da antiparticelle. Il nucleo di questi atomi è formato da antiprotoni ed antineutroni ed attorno ad esso ruotano gli antielettroni.

Nella seconda metà del secolo scorso sono stati individuati i primi atomi di antimateria, sopratutto tramite l’acceleratore di particelle del CERN di Ginevra, ma anche presso l’acceleratore di Serpochov in Russia.
Gli esperimenti stanno proseguendo anche nel nostro secolo ed il miglior risultato finora ottenuto (2011) è stata la creazione di 300 atomi di anti-idrogeno. Quest’ultimo esperimento è stato realizzato presso il CERN di Ginevra e si è riusciti a far “vivere” questa minima porzione di antimateria per ben 16 minuti.
A questo proposito si noti che, quando materia ed antimateria si incontrano, esse si annichilano producendo energia. Questo rende molto complesso far “vivere” a lungo anche piccolissime quantità di antimateria.

Attualmente le piccole quantità di antimateria prodotta vengono immagazzinate nel vuoto in speciali “trappole” costituite da potenti campi elettrici e magnetici, in modo da evitare il contatto con la materia.
Restano per ora insolute alcune domande fondamentali: perchè il nostro Universo è fatto di materia e non di antimateria? In alternativa, esistono forse galassie fatte di antimateria, abbastanza isolate, da non annichilarsi con le galassie fatte di materia? O ancora, esistono altri Universi fatti di antimateria?
Attualmente sono in corso numerosi progetti scientifici per la ricerca di antimateria nel nostro Universo.

L’atomo è caratterizzato da un nucleo centrale molto denso costituito da due tipi di particelle: i Neutroni (privi di carica elettrica) ed i Protoni (di carica elettrica positiva).
Attorno al nucleo si muovono velocissime e disordinatamente delle particelle molto più piccole: gli Elettroni (di carica elettrica negativa). Mentre Protoni e Neutroni hanno massa quasi uguale, gli Elettroni sono 1836 volte più piccoli di un Protone e 1837 volte più piccoli di un Neutrone.
Chiariamo subito che l’Elettrone è una particella elementare, cioè non è costituito da altre particelle. Protoni e Neutroni sono invece costituiti da altre particelle.
Sia i Protoni che i Neutroni sono costituiti da tre Quark. Il Quark è una particella che non è mai stata osservata isolata, ma solo in combinazione di due o più Quark.

Considerando che la carica elettrica del Protone è +1 e quella dell’elettrone è -1, si osserva che i Quark hanno carica elettrica frazionaria che può essere o +2/3 o -1/3.
Esistono sei tipi di Quark che, oltre che per la carica elettrica, si differenziano anche per la massa. Essi sono stati chiamati Up, Down, Strange, Charm, Bottom e Top in ordine di massa crescente.
I Quark Up, Charm e Top hanno carica elettrica +2/3, mentre i Quark Down, Strange e Bottom hanno carica elettrica -1/3.
Il Protone è costituito da due Quark Up ed uno Down, mentre il Neutrone è costituito da un Quark Up e due Quark Down.
Per quanto riguarda la carica elettrica, vediamo che per il Protone si ha: +2/3 +2/3 -1/3 = +1,
mentre per il Neutrone si ha: +2/3 -1/3 -1/3 = 0

I Quark sono tenuti insieme nel Protone o nel Neutrone dalla cosidetta “interazione forte” che è una delle 4 forze fondamentali che esistono in Natura (le altre sono l’interazione elettromagnetica, l’interazione debole e l’interazione gravitazionale).
L’interazione forte è la stessa forza che permette di tenere inpacchettati i protoni nel nucleo dell’atomo, in quanto è più forte dell’interazione elettromagnetica per la quale i protoni, tutti di uguale carica elettrica positiva, si dovrebbero respingere.

All’interno del protone e del neutrone, l’interazione forte è trasmessa attraverso i Gluoni che sono particelle elementari di massa praticamente nulla e privi di carica elettrica.
I Gluoni sono dunque i “mediatori” dell’interazione forte ed il loro nome proviene dall’inglese “glue” che vuol dire colla.
I mediatori dell’interazione elettromagnetica sono invece i Fotoni, mentre quelli dell’interazione debole sono i Bosoni W e Z. Per quanto riguarda la interazione gravitazionale, il suo mediatore, chiamato gravitone, seppur previsto teoricamente, non è stato ancora osservato.

Queste di cui abbiamo parlato, sono solo alcune delle particelle subatomiche. Qualcuno parla di uno zoo di particelle, per cui non è facile una classificazione.
Una prima suddivisione si può fare tra le particelle elementari e quelle composte.
Le principali particelle elementari sono i sei tipi di Quark, l’Elettrone, il Gluone, tre tipi di Neutrini, il Muone, il Tauone, il Fotone, i Bosoni W e Z e l’ipotetico Gravitone.
Le principali particelle composte sono il Protone, il Neutrone, i Tetraquark ed i Pentaquark (formati rispettivamente da 4 e 5 Quark, sempre tenuti insieme dai gluoni), gli Iperoni (formati da 3 Quark diversi da quelli che formano Protoni e neutroni) ed i Mesoni formati da un Quark ed un Antiquark (come tutte le particelle subatomiche, anche i Quark hanno la loro antiparticella di massa uguale e carica elettrica opposta).

Piuttosto che soffermarci sulla descrizione dei singoli tipi di particelle subatomiche, vogliamo invece accennare ad una proprietà denominata “dualismo Onda – Particella”, per le sue interessanti conseguenze, anche sul piano Filosofico.
La questione è molto semplice: in alcuni esperimenti le particelle elementari si comportato come particelle materiali, ma in altri esperimenti si comportano come onde, cioè hanno una natura che, all’osservatore, si presenta talvolta come corpuscolare e talvolta come ondulatoria.
Il fatto è che noi descriviamo tramite modelli Fisico-Matematici “oggetti” che in realtà sono per noi inconoscibili, ma che, a differenza della rappresentazione illusoria della realtà che ci da il nostro cervello, rappresentano la vera realtà.

Il fenomeno è mirabilmente sintetizzato dall’equazione di De Broglie: ad ogni particella di massa m, che si muova alla velocità v, è associata una lunghezza d’onda L, data dall’equazione:
L = h/(mv)
In questa equazione h è la costante di Planck [6,62606896(33) x 10^(-34)] che, come la velocità della luce, è una delle costanti fondamentali della Fisica.

L’atmosfera che circonda la Terra è parte integrante del nostro pianeta. Dobbiamo considerare infatti che esistono anche pianeti costituiti quasi completamente da materia allo stato gassoso.
L’Atmosfera è un fluido, proprio come l’acqua, e, in effetti noi viviamo sul fondo di un oceano d’aria.
Basta agitare velocemente un braccio col palmo della mano aperto per rendersi conto di essere immersi in una sostanza materiale.

Ciascuno di noi ha sulla testa una colonna di aria alta circa 960 kilometri che esercita un suo peso, al quale però siamo abituati …. Si tenga conto che un metro cubo di aria pesa circa 1,3 kilogrammi !
Si definisce appunto la pressione di una atmosfera come il peso che la colonna di aria esercita su di una superficie di un centimetro quadrato al livello del mare. Questa equivale alla pressione esercitata da una colonna di Mercurio alta 760 millimetri o da una colonna d’acqua alta 10,33 metri.

L’involucro di atmosfera che circonda il nostro pianeta è trattenuto dalla forza di gravità ed è sempre meno denso man mano che ci si allontani dalla superficie terrestre, andando verso l’alto.
Infatti si distinguono diversi strati atmosferici, sempre meno densi:

Dal livello del mare fino ad una altezza di circa 10 kilometri troviamo la Troposfera che praticamente contiene l’80% di tutta la massa di aria del nostro pianeta.
Dai 10 ai 50 kilometri di altezza troviamo la Stratosfera nella quale è presente uno strato di Ozono (O3) che protegge la Terra dalle radiazioni ultraviolette.

Sempre andando verso l’alto, troviamo la Mesosfera (dai 50 agli 80 kilometri), la Termosfera (dagli 80 ai 190 kilometri) ed infine la Esosfera (dai 190 ai 960 kilometri). Quest’ultima è caratterizzata da una bassissima densità e, praticamente, costituisce il confine tra il nostro pianeta e lo spazio vuoto.

La nostra atmosfera è un miscuglio omogeneo di vari gas ed è costituita, mediamente, dal 78% di Azoto (N2), dal 21% di Ossigeno (O2) e per il restante 1% da Idrogeno, Elio, Argo, Neon, Xeno, Anidride Carbonica e Vapore acqueo.
A titolo di curiosità aggiungiamo le composizioni atmosferiche degli altri pianeti del Sistema Solare:
Mercurio non ha atmosfera.
Venere ha una atmosfera molto densa composta principalmente da Anidride Carbonica e tracce di Azoto.

Marte ha una atmosfera costituita principalmente da Anidride carbonica (95%) e poi Azoto, Argo ed altri gas.
Giove e Saturno hanno atmosfere molto simili costituite prevalentemente da Idrogeno ed Elio e tracce di Metano. Urano e Nettuno hanno atmosfere dalla tipica colorazione azzurra, costituite prevalentemente da Idrogeno ed Elio.

Nel gennaio 2008 uscì sulla ruota di Milano la cinquina 1 – 6 – 4 – 5 – 8. Nei 500 anni della storia del lotto italiano non era mai uscita una cinquina formata da 5 numeri inferiori a 10. Perche?
Il 20 dicembre 1941 uscì sulla ruota di Firenze la cinquina 1 – 2 – 7 – 9 – 11 e la cosa destò grande stupore e meraviglia. Perche? La scienza della probabilità non ci insegna che tutte le cinquine hanno uguali probabilità di uscita?

C’è per caso qualche legge che ci sfugge?
Ci viene da pensare che, anche nel campo probabilistico, esista qualcosa di analogo alla legge dell’Entropia: i numeri estratti per caso tendono al massimo disordine possibile e le combinazioni summenzionate sono troppo “ordinate”.

Intuitivamente i sistemisti del Superenalotto, nei loro sistemi “ridotti”, escludono le combinazioni di numeri consecutivi.
La scienza probabilistica ci insegna che ogni estrazione è un evento indipendente, assolutamente non influenzato dalle estrazioni precedenti. Allora perchè i numeri “ritardatari” prima o poi vengono estratti?
Pare che esista una “Legge dei grandi numeri”: se lancio una moneta, ho eguali probabilità che esca testa o croce, ma se la lancio solo 10 volte, quasi sicuramente testa e croce non usciranno 5 volte ciascuna.

Se lancio invece la moneta 1000 volte, testa e croce usciranno con probabilità più vicina al 50%, per esempio 481 teste e 519 croci.
Se la lancio 10.000 volte, la percentuale di teste e croci uscite si avvicinerà ancora di più al 50%.
La Legge dei grandi numeri dice semplicemente che, se lancio la moneta un numero infinito di volte (ovviamente impossibile), usciranno un numero uguale di teste e croci.
Ciò però contraddice l’affermazione che gli eventi precedenti non influenzano gli eventi successivi: se, per caso, mi “esce” testa per 7 volte consecutive, la possibilità che esca croce, per la scienza probabilistica, è sempre del 50%, mentre il nostro intuito ci dice che, all’ottavo lancio, la probabilità che esca croce è altissima.

Al Casinò, per quanto se ne sappia, nessuno ha mai visto uscire il Rosso o il Nero dieci volte consecutive. Perchè?
Un’altra conseguenza della Legge dei grandi numeri riguarda la “frequenza”: se lancio una moneta 100 volte ed escono 60 teste e 40 croci, mi aspetterò che, nei 100 lanci successivi, usciranno più croci che teste, contrariamente a quanto asserisce la Teoria della probabilità secondo la quale ogni lancio è un evento indipendente, non influenzato dagli eventi precedenti.
Nella storia del lotto si è sempre osservato che un numero che ha accumulato un ritardo notevole, nelle estrazioni successive alla sua estrazione, esce più frequentemente, quasi come se una misteriosa legge imponesse di bilanciare la sua frequenza di estrazione.

Nel gioco del Lotto, quanto può resistere un numero senza essere estratto ? Non è una domanda “scientifica” e non esiste una risposta “scientifica”.
Dato che i numeri sono 90 e, su di una singola ruota, ne vengono estratti 5, la probabilità di estrazione di un singolo numero è di 5 / 90, cioè 1 / 18. Cioè, se dopo 18 estrazioni un dato numero non è mai uscito, in teoria va già considerato in ritardo.

Nella storia del lotto abbiamo avuto esempi di ritardi ben maggiori: il 34 a Cagliari è uscito nel 2006 dopo 204 estrazioni, l’8 a Roma uscì nel 1941 dopo 202 estrazioni, il 55 a Bari uscì nel 1960 dopo 197 estrazioni, il 67 a Venezia uscì nel 1924 dopo 192 estrazioni ed il 71 a Cagliari uscì nel 1971 anch’esso dopo 192 estrazioni.

In ogni caso, nella storia del lotto, solo 2 numeri hanno superato un ritardo di 200 estrazioni e e solo 10 hanno superato un ritardo di 180 estrazioni. Si tratta di ritardi eccezionali: i “grandi ritardatari” raramente superano le 140 estrazioni di assenza.
Indubbiamente, quando cerchiamo di studiare eventi casuali, entriamo in contatto con un mondo misterioso….c’è qualcosa che ancora ci sfugge!

Come è noto, la Materia è fatta di atomi. Questi sono caratterizzati da un nucleo centrale, circondato da una nube di particelle molto più piccole. Queste particelle, chiamate elettroni, si muovono velocissime e disordinatamente intorno al nucleo.
Gli elettroni hanno energie diverse, ma possono avere solo determinati valori dell’energia, chiamati “livelli energetici”.
A causa delle interazioni degli atomi con varie forme di energia (sul nostro pianeta sopratutto energia solare), gli elettroni di ogni singolo atomo saltano dai livelli energetici più bassi a quelli più alti, ma non permangono in questo stato e tendono a tornare al livello di partenza.

Quando l’elettrone torna al livello energetico originario, emana Radiazione Elettromagnetica.
La Radiazione Elettromagnetica può essere interpretata sia come fenomeno ondulatorio che come fenomeno corpuscolare.
Nel primo caso essa si considera costituita dalla propagazione nello Spazio-Tempo di un campo magnetico e di un campo elettrico perpendicolari fra loro e presenta tutte le caratteristiche delle propagazioni ondulatorie (come il suono, per esempio).
Nel secondo caso essa si considera costituita da particelle ancora più piccole degli elettroni, chiamate fotoni (pacchetti di energia).
La Radiazione elettromagnetica presenta in alcuni esperimenti un comportamento ondulatorio ed in altri un comportamento corpuscolare: si parla infatti di dualismo onda-particella.

Non dimentichiamo che noi tentiamo di descrivere fenomeni inconoscibili mediante gli strumenti a disposizione del nostro cervello che sono basati sulla rappresentazione della Realtà che ci danno i nostri sensi.
La Radiazione Elettromagnetica si propaga nel vuoto alla velocità di circa 300.000 kilometri al secondo (299.792,458 km/s) e questa è la più alta velocità raggiungibile nell’Universo [almeno per quanto se ne sa fino ad oggi 17/03/2012 (n.d.r.)].
Questa velocità viene comunemente chiamata “velocità della luce”, in quanto la luce visibile è appunto una parte della radiazione e diminuisce proporzionalmente alla densità del mezzo che la radiazione attraversa.

Nello studio della Radiazione Elettromagnetica si usano tradizionalmente i parametri che vengono usati in Fisica per descrivere tutti i fenomeni ondulatori e cioè la lunghezza d’onda, definita come la distanza tra due “creste” dell’onda e la frequenza, definita come il numero di oscillazioni che avvengono in un secondo.
La Radiazione Elettromagnetica è formata da varie componenti, ciascuna caratterizzata dalla sua lunghezza d’onda.
Andando dalla lunghezza d’onda minore a quella maggiore, distinguiamo:
Raggi gamma, raggi x, raggi ultravioletti, luce visibile, raggi infrarossi, microonde e radioonde.

Di tutta questa radiazione, noi animali di questo pianeta, ne percepiamo, con l’organo della vista, solo una minima parte, chiamata appunto “luce visibile”. Gli scienziati dicono che noi percepiamo la Realtà attraverso una piccola finestra: la finestra del visibile.
A questo punto è doveroso fare una breve parentesi: questa minima parte della radiazione che siamo in grado di percepire raggiunge la retina in fondo all’occhio, dove delle cellule specializzate, i coni ed i bastoncelli, la trasformano in una debole corrente elettrica. Questa debole corrente percorre un sottile filo (il nervo ottico) e giunge in una certa zona del cervello. In questa zona il nostro cervello genera quelle immagini fantasiose che noi chiamiamo realtà.

La parte di radiazione che noi percepiamo va da una lunghezza d’onda di 380 nanometri a 760 nanometri (un nanometro è un milionesimo di millimetro).
Questa parte, chiamata come già detto luce visibile, è composta da sette colori che, in ordine di lunghezza d’onda crescente, sono: violetto (380-450 nm), blu (450-475 nm), ciano (475-495 nm), verde (495-570 nm), giallo (570-590 nm), arancione (590-620 nm), rosso (620- 760 nm).
Per questo motivo la radiazione che ha lunghezza d’onda inferiore al violetto viene chiamata ultravioletta e quella che ha lunghezza d’onda superiore al rosso viene chiamata infrarossa.

I sette colori possono essere evidenziati indirizzando un raggio di luce verso un prisma di vetro (prisma ottico). La luce uscirà dal prisma suddivisa in sette raggi di sette colori differenti: più inclinato il violetto e, sempre meno inclinati gli altri colori, fino al rosso. Infatti sono maggiormente deviati i raggi con lunghezza d’onda inferiore a causa del diverso indice di rifrazione.
Lo stesso fenomeno avviene nell’arcobaleno: quando il maltempo si allontana e guardiamo verso una zona dove ancora piove, ogni singola goccia di pioggia si comporta come un piccolo prisma ottico.

Supponiamo di accostare un corpo caldo ad un corpo freddo: dopo un po’ di tempo osserviamo che il corpo freddo si sarà riscaldato ed il corpo caldo si sarà raffreddato, in modo che entrambe i corpi avranno acquistato la stessa temperatura.
Questo è un processo spontaneo, cioè avviene senza alcun intervento esterno.
Nel linguaggio comune diciamo che il calore è passato dal corpo caldo al corpo freddo.

In realtà ciò che accade è questo: le particelle veloci del corpo caldo urtano le particelle più lente del corpo freddo. A causa di questi urti, le particelle lente del corpo freddo accelerano e quelle del corpo caldo perdono energia e rallentano.
La Temperatura di un corpo è infatti proporzionale alla velocità delle particelle che lo costituiscono.
Non assisteremo mai, invece, al passaggio spontaneo di calore da un corpo freddo ad un corpo caldo.

Consideriamo adesso un recipiente diviso in due da una parete mobile.
In una metà del recipiente ci sia un gas. Se togliamo la parete divisoria, osserveremo che, dopo un po’ di tempo, il gas occuperà tutto il recipiente.
Anche questo è un processo spontaneo.
Non osserveremo mai che un gas contenuto in un recipiente si vada a mettere spontaneamente tutto in una metà del contenitore.
Lo stesso avviene se mettiamo una boccetta di profumo sul tavolo di una stanza: dopo un po’ le molecole di profumo si spargeranno per tutta la stanza.
Al contrario, se in una stanza c’è del profumo, sarà altamente improbabile che tutto il profumo si vada a mettere in una boccetta aperta su di un tavolo.

Abbiamo detto “altamente improbabile”, ma non impossibile, infatti esiste una remota possibilità che questo avvenimento possa avvenire (sicuramente più remota che fare sei al superenalotto….).
Ciò che si evince da questi, e da tanti altri esempi, è che un sistema isolato tende ad assumere uno stato che comporti il massimo disordine possibile.
L’Entropia non è altro che la misura del disordine di un sistema e, in un sistema isolato, essa può solo aumentare.
Perchè ho spesso usato la locuzione “sistema isolato”?

Consideriamo un frigorifero: in questo caso noi “produciamo il freddo”, cioè diminuiamo il disordine delle particelle dei cibi in esso conservati, ma ciò avviene riscaldando l’aria circostante della cucina e quindi aumentando il disordine delle molecole dell’aria.
In questo caso il frigorifero non è un sistema isolato: il sistema da considerare è l’insieme della cucina e del frigorifero e l’Entropia totale di questo sistema risulterà aumentata.
Lo stesso discorso vale per il fenomeno della vita sul nostro pianeta: gli esseri viventi sono sistemi ordinati nati a spese di un aumento del disordine dell’ambiente circostante.
Questi sistemi ordinati durano poco, proprio perchè, prima o poi, soccombono all’inesorabile legge dell’Entropia e sopraggiunge la morte.

Il concetto di Entropia è strettamente legato a quello di probababilità: in un fenomeno irreversibile, come quelli descritti, il sistema assume la configurazione più probabile: abbiamo già accennato al fatto di quanto sia altamente improbabile che un gas contenuto in un recipiente si vada a mettere tutto in una metà del contenitore o che le molecole di profumo sparse in una stanza si vadano a mettere tutte in una boccetta aperta.
Anche se Einstein disse “Dio non gioca a dadi”, consideriamo due dadi:
Se li lanciamo, il 2 può essere ottenuto solo per una disposizione dei dadi in cui entrambi mostrino il numero 1, mentre il 7 può essere ottenuto in 6 disposizioni diverse [(1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1)]. Dunque la configurazione 7 è sei volte più probabile della configurazione 2.
Se però i dadi sono 10.000.000.000.000.000.000 (quante sono le molecole di aria contenute in un centimetro cubo), allora è facile rendersi conto che l’avvenimento più probabile è quasi certo.
Riassumendo, l’Entropia di un sistema isolato può solo aumentare ed il sistema tende ad assumere lo stato di massimo disordine possibile, solo perchè questo è lo stato più probabile.
Resta tutto da chiarire il significato metafisico della probabilità, che ormai sembra sempre più determinante in diverse branche della Fisica.

Considerando l’intero Universo, il discorso si complica: poiché l’Universo è un sistema (isolato?) e poiché al suo interno avvengono continue trasformazioni termodinamiche irreversibili, la sua Entropia aumenta in modo incessante e ciò avvalorerebbe la Teoria della sua “morte fredda”, ma recentemente è stato ipotizzato che, mentre l’Entropia dell’Universo continuerà ad aumentare, aumenterà anche l’Entropia massima possibile, per cui non si giungerebbe mai ad uno stato di equilibrio definitivo.
In Fisica l’Entropia è simbolizzata con la lettera S maiuscola.

Boltzmann trovò una semplice ed elegante relazione tra l’Entropia S e la probabilità statistica che un dato stato ha di verificarsi W: S = k ln (W).
In questa formula, ln (W) è il logaritmo naturale della probabilità e k è la cosidetta costante di Boltzmann, un numero fisso.
Questa costante k è data dal rapporto tra la costante universale dei gas R ed il nimero di Avogadro N: K = R / N.
L’Entropia è coinvolta in una delle tante formulazioni del secondo principio della Termodinamica:
“I fenomeni naturali si svolgono sempre nel senso che porta da uno stato meno probabile ad uno più probabile e si ha sempre un aumento di Entropia”.
Indicando con ΔS la variazione di Entropia tra lo stato finale e lo stato iniziale di un sistema, risulterà:

ΔS(totale) = ΔS(sistema) + ΔS(ambiente) > 0
Ciò comporta che, in casi particolari, l’Entropia di un sistema potrebbe anche diminuire, a spese però di un aumento dell’Entropia dell’ambiente in misura maggiore.
Matematicamente la variazione di Entropia di un sistema è data dalla formula:
ΔS = Q / T
nella quale Q è la quantità di calore scambiata dal sistema con l’ambiente e T è la temperatura assoluta (in gradi Kelvin) del sistema, per cui viene misurata in J / °K (Joule fratto grado Kelvin).