[libro] Buchi bianchi

Autore: Carlo Rovelli
Titolo: Buchi bianchi
Editore: Adelphi
Altro: ISBN: 9788845937538; p. 148; 14,00€; I ed. 2023; genere: saggistica, divulgazione scientifica

Voto: 8/10

Nella mia infinita ignoranza, non sapevo che Rovelli si occupasse, e da anni, anche di astrofisica. Per la precisione dei buchi bianchi.

Partiamo dall’inizio. Ormai quasi tutti sanno cosa sono i buchi neri e come si formano. Un buco nero è il risultato della morte di una stella: quello che non viene scagliato nello spazio, si accumula e si concentra al centro, fino a diventare tanto compresso da creare una specie di buco gravitazione, dove ogni cosa cade dentro e nulla può uscirne, nemmeno la luce. Da cui l’aggettivo nero, per l’appunto. Che sia nero il centro e che nulla possa sfuggirgli non impedisce di vederli e di imparare tante cose dalla loro esistenza. Li vediamo essenzialmente per gli effetti che producono nella materia circostante. Le stelle vi orbitano attorno – si nota una stella che ruota attorno a uno spazio nero – e la materia che vi cade emette luce e l’anno scorso, per la prima volta, con questa luce abbiamo ottenuto una fotografia. Dal 2016 non solo li vediamo, ma li sentiamo anche, attraverso le onde gravitazionali.

Sì, ma poi questi buchi neri come evolvono? Che fine fanno?

In questo breve saggio Rovelli espone, in modo semplice e piano, la teoria a cui sta lavorando: l’evoluzione di un buco nero e la sua trasformazione in buco bianco, ovvero un oggetto da cui si può solo uscire e non entrare.

Amedeo Balbi, un anno fa, ne parlava nel suo canale. Rovelli, con la sua teoria, cerca di risolvere i problemi che vi espone Balbi.

Non vi dico cosa ha escogitato. Vi dico solo che la soluzione è semplice, nella sua formulazione concettuale, e sembra geniale; vi dico che non vi è accordo unanime fra gli scienziati e fino ad ora la teoria di Rovelli & C. rimane teoria. Conferme sperimentali non ci sono. Se una qualche conferma si troverà prossimamente, premi Nobel verranno assegnati a chi ci ha lavorato.

Dal punto di vista della prosa segnalo le molte citazioni poetiche dantesche e le citazioni filosofiche. Ci sono anche alcuni intervalli di riflessione e ricordi, scritti senza maiuscole, che rendono il testo precario e straniante.

Sebbene la spiegazione della sua teoria sia molto semplice, accettare il nuovo punto di vista che propone non è cosa da tutti. È tutto altamente contro intuitivo e strano. Siete avvisati.

Buona lettura!

Aggiornamento 17/03/2023: Carlo Rovelli a Radio3Scienza.

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I Nobel per la fisica 2022

Da ilPost:

l Nobel per la Fisica a Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger
Grazie ai loro studi sui fenomeni quantistici, i tre ricercatori hanno reso possibili importanti progressi nella scienza dell’informazione

Dall’Accademia delle Scienze svedese (in inglese):

Popular information

Due video molto chiari di Amedeo Balbi. Sono di aprile 2022, ma tenete conto che i vincitori del Nobel sono quelli che hanno fatto (alcuni de)gli esperimenti che confermano quanto dice Balbi.

Cos’è l’entanglement quantistico? Contraddice la relatività?

Domande frequenti sull’entanglement: EPR, variabili nascoste, teorema di Bell, e altro

Aggiornamento 06.10.2022

Radio3 scienza:

Un Nobel a tutti i quanti

I fenomeni che hanno indagato fanno pensare alla fantascienza: teletrasporto, entanglement, informazione quantistica. Il francese Alain Aspect, lo statunitense John Clauser e l’austriaco Anton Zeilinger ricevono il premio Nobel 2022 per la Fisica per aver studiato i meccanismi più controintuitivi della fisica. Che cosa hanno scoperto i tre premiati e che ricadute hanno le loro ricerche sulla tecnologia del futuro? Lo chiediamo ad Angelo Bassi, fisico all’università di Trieste. Con Silvano Fuso, chimico e divulgatore scientifico, diamo notizia in diretta del Premio Nobel 2022 per la Chimica: a chi spetterà questa volta? Al microfono Marco Motta

Nobel per la Fisica 2021

Sono molto contento. Non solo perché fra i vincitori c’è un italiano, Giorgio Parisi. Il tema della complessità, pur essendo di attualità con il cambiamento climatico e la pandemia, è studiato da decenni in fisica, in vari modi e campi. È importante che il premio metta in luce questi studi.

Aggiornamento 10/10/2021:

Radio3 Scienza racconta il Nobel per la Fisica 2021

[libro] Helgoland

Autore: Carlo Rovelli
Titolo: Helgoland
Editore: Adelphi
Altro: ISBN 9788845935053; p. 228; 15,00€; I ed 2020; genere: saggistica: fisica, filosofia; Piccola Biblioteca Adelphi 756

Voto: 9/10

Opera non facile, questa volta, e non per la parte in cui si parla di fisica, almeno per me, parte fra l’altro ridottissima. La parte difficile è dove l’autore cerca di trarre delle conclusioni filosofiche da quanto sappiamo della teoria dei quanti.

La realtà che pensavamo di conoscere è definitivamente svanita, nella nuova concezione di Rovelli. Cambia radicalmente il modo di vedere il mondo: da un mondo pieno di oggetti nella scatola dell’Universo, a un Universo pieno di oggetti che interagiscono. Le proprietà degli oggetti, il peso del vostro gatto, l’azzurro del cielo, l’elettrone nello schermo di un laboratorio, sono il risultato di queste interazioni fra oggetti. La realtà non è più l’oggetto, ma l’interazione fra gli oggetti. Se un oggetto non interagisce con nulla (o per lo meno, direttamente o meno, con noi), di questo oggetto non possiamo dire nulla. Al massimo possiamo fare qualche previsione probabilistica, ma nulla di più. In questo modo alcuni dei paradossi della fisica quantistica (il gatto di Schrödinger, l’esperimento dell’elettrone e la doppia fenditura e altro ancora) sono chiaramente spiegabili con la mancanza di interazione, prima, e poi la successiva interazione.

Ok, ci ho provato, ma non credo di esserci riuscito. Rovelli impiega molte più pagine ed è molto più chiaro.

Il pensiero di Rovelli si inserisce nella scia del pensiero filosofico di Mach e altri, anche di autori orientali come Nagarjuna; l’autore spazia parecchio, arrivando a citare Lenin e Bogdanov.

Non mancano le esperienze e le sensazioni personali.

Curiosità: scopro che Mach, oltre che fisico, è stato anche filosofo e quasi neuroscienziato. E che Schrödinger era un donnaiolo impenitente, persino più di Einstein.

Per sapere il perché del titolo, però, dovrete leggerlo. Almeno la quarta di copertina.

Buona lettura!

[libro] La fisica del diavolo

Autore: Jim Al-Khalili
Titolo: La fisica del diavolo – Maxwell, Schrödinger, Einstein e i paradossi del mondo (Paradox. The Nine Greatest Enigmas in Science)
Editore: Bollati Boringhieri
Altro: ISBN: 9788833923123; p. 242; 20,00€; I ed. 2012; genere: saggistica, fisica; traduzione di Laura Servidei

Voto: 7/10

Più che nove paradossi, direi nove problemi della fisica che hanno tenuto insonni molti studiosi per molti anni. Alcuni di questi problemi sono risolti (sicuramente i primi cinque), altri forse un po’ meno (quello di Fermi, l’ultimo), ma quasi tutti generano altre domande e riflessioni che ci terranno impegnati ancora per molto tempo.

Il primo capitolo è di riscaldamento, con quattro problemi di probabilità e logica che hanno soluzioni contro intuitive.

Poi si inizia con cose facili: Achille e la tartaruga (diciamo più un problema di matematiche che di fisica), il paradosso di Olbers (perché il cielo notturno è nero?), il diavoletto di Maxwell (termodinamica), il paradosso dell’asta nel fienile (relatività), il paradosso dei gemelli (relatività anche questo). Facili per chi ha studiato un po’ di fisica, ma non banali, perché anche qui l’intuizione porta fuori strada molto velocemente ed è per questo che abbiamo impiegato tanto tempo per venirne a capo.

Il paradosso del nonno riguarda i viaggi nel tempo e i viaggi nel tempo generano sempre tanta confusione.

Nel capitolo che tratta il paradosso del diavoletto di Laplace, Al-Khalili tratta un tema a me molto caro: siamo in un universo deterministico? E se sì, come si concilia questa cosa con il libero arbitrio? Sono questioni filosofiche, oltre che scientifiche, e non tutte le risposte dell’autore mi sono sembrate convincenti. Mi sono anche accorto di avere un’opinione molto precisa in proposito, visto che la prima volta che mi posi questa domanda avevo 16 anni. Forse un giorno ci farò un comizio.

Con il paradosso del gatto di Schrödinger siamo di nuovo nel magico mondo della fisica quantistica, mentre con il paradosso di Fermi ci chiediamo: siamo gli unici esseri intelligenti nell’universo?

Per finire alcune domande in sospeso, che non hanno trovato spazio nel libro, sempre in bilico fra scienza e filosofia.

Come appunto su questa edizione dico che mettere qualche figura in più non avrebbe fatto male. Con i problemi della relatività un disegno o un grafico avrebbero semplificato la comprensione del testo.

Buona lettura!

[libro] La fisica dei perplessi

Autore: Jim Al-Khalili
Titolo: La fisica dei perplessi – L’incredibile mondo dei quanti (Quantum. A Guide for the Perplexed)
Editore: Bollati Boringhieri
Altro: ISBN: 9788833933801; p. 275; 14.00€; genere: saggistica, fisica; I ed. originale 2003; I ed. italiana 2014; questa edizione: gennaio 2020; traduzione di Laura Servidei

Voto: 7/10

Nonostante la mia laurea in Fisica – molte delle cose che sono scritte qui dovrei averle già viste, ma sono passati più di 20 anni dalla fine dei miei studi e il mio esame di fisica teoria è fra quelli con il voto più basso – alcuni paragrafi e alcuni capitoli mi sono rimasti abbastanza nebulosi. Ma sono certo che non è colpa dell’autore, che con grande coraggio e pazienza prova a farci capire qualcosa.

La fisica quantistica è quanto di meno intuitivo l’uomo stia esplorando e il suo studio necessita di un livello di astrazione notevole e quindi l’uso di una matematica molto avanzata. (E qui saluto anche il mio esame di Metodi matematici per la fisica, che ho passato ancora non so come e anche con un bel voto. Un mistero… quantistico.) In alcuni punti essere più chiari significherebbe tirare fuori questa matematica e in questo modo si perderebbero tutti i lettori, esclusi i laureandi in fisica, forse.

Provo a darvi un’idea di che mondo assurdo è l’infinitamente piccolo: se voi mettete una pallina da golf in una stanza, per sapere la sua posizione dentro la stanza vi bastano 3 numeri. L’altezza da terra e le distanze da due pareti ortogonali fra loro. Se ci mettete un elettrone, per fare la stessa cosa avrete bisogno di una funzione d’onda, la famigerata psi, un simpatico oggetto matematico. Ma ancora non sapreste nulla sulla posizione del vostro elettrone. Dovrete farci un po’ di conti su questa funzione d’onda. (Se non ricordo male dovreste calcolare il modulo. [edit] No, ho controllato, è ancora più complicato, lasciamo perdere.) E poi avreste la posizione del vostro elettrone nella stanza? No. Avreste, in ogni punto, la probabilità di trovarlo. Sì, la probabilità, non la certezza. E questa cosa non è eliminabile. Se pensate che questa cosa sia assurda, poi le cose si complicano rapidamente e diventano sempre più assurde, fino ad arrivare al vostro elettrone che esce magicamente dalla stanza in cui l’avevate messo, passando letteralmente attraverso le pareti come un fantasma qualsiasi.

Nonostante questo, la fisica dei quanti non è rimasta nei laboratori e nelle carte dei fisici. Molta elettronica di consumo e molti strumenti medicali, come la risonanza magnetica nucleare o la tomografia a emissione di positroni, usano le magiche proprietà di questo strano mondo per divertirci e salvarci la vita. In poco più di 100 anni la fisica quantistica ha aperto numerose porte a nuovi campi di studio e usi pratici, cosa assolutamente impensabile all’inizio del ‘900.

Buoni i capitoli sull’esperimento della doppia fenditura e la spiegazione del cosiddetto paradosso del gatto di Schrödinger; ottima l’idea di dare una visione storica della materia, che non tutti gli studiosi sono sempre stati d’accordo fra di loro e molti che hanno dato contributi importanti alla materia neanche credevano che la teoria avrebbe avuto così tanta fortuna. (Ciao Einstein.)

Il capitolo sulle varie interpretazioni della teoria dei quanti apre scenari filosofici ai limiti del teologico e Al-Khalili prova a darci una panoramica anche su questo aspetto.

Il capitolo sui computer quantistici è ormai superato, che di progressi dal 2003 ne sono stati fatti parecchi e gli sviluppi sono abbondantemente foraggiati dall’industria. Per ora siamo ancora nel campo sperimentale, ma un computer quantistico per uso industriale sarebbe come passare dal pallottoliere a un qualsiasi super computer in uso oggi. Questo per darvi un’idea del futuro che ci aspetta.

Non mi resta che augurarvi buona lettura, ma non sperate di essere meno perplessi a fine libro. E se non capite qualcosa, lasciate perdere e andate avanti.

Comizi altrui /8

Marco Delmastro ha aperto un nuovo podcast:

Tu che sei un fisico

Il link per il feed RSS.

Paolo Attivissimo ci ricorda i meriti di Assange e i pericoli che corre il giornalismo:

Iniziativa internazionale di 1300 giornalisti in favore di Julian Assange: no all’estradizione in USA

[libro] Che cos’è la scienza

Autore: Carlo Rovelli
Titolo: Che cos’è la scienza – La rivoluzione di Anassimandro
Editore: Mondadori (Oscar saggi)
Altro: ISBN: 9788804672098; genere: saggistica; p. 202; 14,00€; I ed. 2014; prefazione di Armando Massarenti

Voto: 9/10

Dove si discute del contributo fondamentale del pensiero di Anassimandro nel pensiero scientifico, di cosa sia la scienza come pensiero e come metodo e di cosa c’era prima.

Nonostante di Anassimandro ci sia rimasto pochissimo, con quel poco si può dedurre ragionevolmente il grande passo compiuto dal filosofo greco: la rinuncia della spiegazione divina, la critica costruttiva rispetto ai predecessori attraverso il ragionamento, l’idea di legge naturale, l’idea che ci possano essere enti invisibili che diano una spiegazione di quanto osservato. Tutte cose che a noi possono sembrare ovvie, ma che, da quanto sappiamo, prima non erano mai state prese in considerazione. Rovelli indica come questi aspetti siano stati determinanti per la nascita del pensiero scientifico e di come questi siano stati sviluppati dalla filosofia greca nei secoli successivi.

Nella parte finale del saggio Rovelli si cimenta in un discorso più generale sulla scienza, vista non solo come metodo, ma anche come visione del mondo, e la sua distanza dalla religione.

Un libro di taglio decisamente filosofico, dove ho potuto ripensare a quanto studiato da ragazzo (La struttura delle rivoluzioni scientifiche di Kuhn e le tesi di Popper) e con il quale si può apprezzare la straordinaria potenza e versatilità del pensiero scientifico.

Buona lettura!

[libro] Einstein – La sua vita, il suo universo

Autore: Walter Isaacson
Titolo: Einstein – La sua vita, il suo universo (Einstein. His Life and Universe)
Editore: Mondadori – Oscar Storia
Altro: ISBN: 9788804678397 (carta) – ISBN: 9788852021817 (ebook); p. 645; 20,00€; genere: biografia; traduzione di Tullio Cannillo; I ed. lingua orig: 2007; I ed. oscar storia 2010

Voto: 10/10

Lessi una biografia di Einstein quando ero giovane, non ricordo se ero alle medie o già alle superiori. Il personaggio mi affascinò molto, il suo nome sinonimo di genio, autore di affascinanti teorie fisiche. Negli anni ho conosciuto Einstein anche come filosofo e uomo politico (v. Pensieri degli anni difficili, Boringhieri) e l’ammirazione per Einstein aumentò. Leggere questa biografia, suggerita da James Owen Weatherall nel suo La fisica del nulla, è stato un vero piacere. Ricca di curiosità e aneddoti eppure rigorosa e molto documentata (112 pagine di note, bibliografia, indice dei nomi, fonti iconografiche) si legge come un romanzo di avventura, descrive una vita piena, mette in luce pregi e punti deboli del personaggio, sia nella vita privata sia nella vita pubblica e professionale.

Nel campo della fisica Einstein è, dopo Galileo (che la fisica l’ha fondata) e Newton, il terzo uomo che l’ha rivoluzionata, praticamente da solo. Nonostante i suoi colleghi contemporanei avessero tutti gli elementi per trarre alcune conclusioni (la relatività ristretta, la quantizzazione dell’energia dei fotoni) solo lui è riuscito, in poco tempo, a mettere in una teoria usabile le scoperte di fine ‘800 e inizio ‘900. Nonostante la sua fama di uomo distratto e di fisico teorico, al suo attivo ha anche alcuni brevetti e un metodo per separare gli isotopi dell’uranio, unico suo contributo attivo e inconsapevole (i militari non gli dissero per cosa sarebbe stata usata la tecnica, anche se Einstein poteva facilmente immaginarlo) alla costruzione della bomba atomica.

A questo proposito bisogna sfatare la leggenda che Einstein, a scuola, andasse male in matematica. Einstein non ebbe mai problemi con la matematica. È vero che da giovane non ne capì subito l’importanza nello studio della fisica, ma dopo il 1915 ne fece un utilizzo sempre più massiccio. Fu bocciato al test di ingresso al Politecnico di Zurigo, ma bisogna tenere conto che Einstein fece la prova con due anni di anticipo, a 16 anni, studiando da privatista (non aveva terminato il liceo). Superò la prova l’anno successivo.

Stranamente, quello che non passò nella leggenda è che Einstein fu bocciato in un esame di fisica e che si laureò nel 1900 con un voto appena sufficiente. Il professore che passò alla storia per aver bocciato Einstein è Jean Pernet titolare del corso di laboratorio di fisica. Albert era impertinente e ribelle, non seguiva i corsi del professore, non seguiva le istruzioni degli esperimenti, pur conseguendo buoni risultati, e fece esplodere il laboratorio: tutte cose che non deposero a suo favore in sede di valutazione. Per quanto riguarda la laurea, il suo professore gli impose un argomento che non lo interessava minimamente. Pur avendo un’ottima media negli esami, prese un voto scarso nella tesi, che gli abbassò di molto il voto finale.

Altro punto che mi colpì molto fu il contratto che stese con la sua prima moglie, Mileva Marić, nel 1912. (v. l’accenno su Wikipedia) Sembra il contratto che si fa sottoscrivere a un domestica e mal si combina con la sua filosofia pacifista, l’appoggio a Marie Curie contro la misoginia dei colleghi, le sue lotte contro le disuguaglianze e le ingiustizie, la sua fama di uomo mite e gentile. Il punto è che si può essere geni quanto si vuole, ma quando un matrimonio va male, anche i geni si comportano come tutti gli altri. Il contratto fu proposto da Einstein per gestire una convivenza ormai divenuta difficile, tanto da arrivare alla separazione nel 1914 e al divorzio nel 1919. Nonostante il divorzio, Einstein si premurò fino alla fine del sostentamento economico della sua ex moglie, anche oltre i doveri sottoscritti.

Ultima curiosità che vi racconto è il fascino che ebbe sulle donne, sia in gioventù sia in età matura, e la sua vita niente affatto monogama, nonostante l’amore e l’affetto dimostrato per le due mogli.

E poi la figlia avuta fuori dal matrimonio, i retroscena del suo Premio Nobel, la sua fuga negli USA, il suo ruolo nella costruzione della bomba atomica, le sue battaglie politiche, filosofiche e scientifiche, le suo relazioni umane, appassionate, intense, fino alla incredibile vicenda dei suoi resti mortali.

Una vita straordinaria, intensa, piena. Si arriva alla fine del libro e si sente un vuoto. Viene voglia di riprendere la lettura per rivivere ancora la sua avventura.

Buona lettura!

PS: Dimenticavo: Nel 2016 il programma Radio 3 Scienza dedicò 17 puntate ai 100 anni della relatività e alla vita di Einstein. Attraverso il sito Rai non si riescono a reperire. Ho conservato un link RSS, unico modo per ascoltare e scaricare le puntate: http://www.radio.rai.it/rss/podcast/rssradio.jsp?channel=RF3&id=16288

[libro] La fisica del nulla

Autore: James Owen Weatherall
Titolo: La fisica del nulla – La strana storia dello spazio vuoto (Void. The Strange Physics of Nothing)
Editore: Bollati Boringhieri
Altro: ISBN: 9788833928647; 22,00€; p. 186; genere: saggistica, fisica; I ed. orig. 2016; I ed. italiana 2017; traduzione di Andrea Migliori

Voto: 7/10

È una domanda che ci siamo posti tutti, almeno una volta: che cosa è il nulla? Come sarebbe il mondo senza tutte le cose che conosciamo? La domanda è semplice, la risposta – o meglio: le risposte – ci porta a scoprire un mondo pieno di verità contrarie al senso comune.

Weatherall ripercorre le tre teorie fondamentali della fisica, da quella newtoniana alla fisica dei quanti passando per la relatività di Einstein, illustrandoci come il concetto di nulla si sia evoluto col tempo.

La cosa singolare è che né Newton, né Einstein, né i principali fondatori della fisica quantistica, all’inizio, erano coscienti delle implicazioni sul nulla delle loro teorie. Per Newton fu Leibniz a mettere in discussione lo spazio vuoto, con argomentazioni fra il teologico e il fisico. Per Einstein furono le soluzioni alle sue equazioni a rivelare la possibilità di buchi neri privi di materia (le singolarità di Schwarzschild) e le onde gravitazionali, capaci di creare dal nulla energia e quindi qualcosa. Ma la vera sorpresa avviene con la fisica quantistica, dove un universo può essere vuoto e al tempo stesso possiamo trovarci cose. (Non preoccupatevi: i fisici non sono matti. Ogni termine avrà il suo significato preciso e ci sono riscontri sperimentali a quanto detto.)

Infine uno sguardo sulle possibili teorie fisiche future (la teoria delle stringhe), dove, ancora una volta, i concetti di vuoto cambieranno.

Una storia affascinante, che consiglio a tutti gli appassionati della fisica. (Pur essendo divulgativo, sconsiglio il libro a persone completamente digiune di fisica.)

(Numero di refusi non indifferente, per il prezzo del libro.)

Buona lettura!