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SCIENZA, ANTISCIENZA E FANTASCIENZA.

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La SCIENZA è una parola, manipolabile come ogni altra parola, ed attribuibile anche a ciò che scienza non è. E gli SCIENZIATI chi sono? Un professore universitario è necessariamente uno SCIENZIATO? E un industriale, o un fisico o un chimico che lavorano nell’industria con incarichi scientifici di alto livello, sono SCIENZIATI oppure no?
La vulgata mediatica attribuisce questa qualifica a ricercatori e professori universitari.
Alcuni tra loro sono, effettivamente, degli SCIENZIATI. Ma non tutti …
Molti professori universitari fanno carriera in ambito universitario, senza avere mai sfiorato un diverso ambiente di lavoro: studiano sui libri dell’università, si laureano, restano in quell’ambito come precari, prima, facendo gli sgobboni per qualche docente, e poi, poco alla volta riescono a raggiungere il loro scranno. Ma insegnare quello che leggi sui libri non significa essere SCIENZIATI ! Alcuni fanno anche ricerca, ma non tutti, forse una minoranza. E talvolta parrebbe che certi professori abbiano imparato a memoria quello che hanno letto e lo ripetano ai loro studenti, ma senza aver capito veramente quello che hanno letto.

Mi viene in mente la meccanica quantistica: in estrema sintesi questa dice che gli atomi possono passare da uno stato energetico all’altro soltanto per quantità discrete, non in continuo. E’ VERO, ma è FALSO allo stesso tempo. Io mi guardo bene dal confutare la meccanica quantistica, ce tutte le sue LEGGI, che ho studiato all’università, io, però, al contrario di tanti altri, studiavo per CAPIRE, non per imparare a memoria e ripetere.
Si, questo sistema non mi ha portato ad una laurea con 100 e lode, ma ha aperto la mia mente, più di quanto già non fosse per mia fortuna biologica.

Quando un atomo viene eccitato da energia incidente, i suoi elettroni più energetici, quelli situati sulla corona elettronica periferica, secondo il desueto modello atomico di Bohr, possono passare al livello energetico superiore, se già non lo occupano, solo e soltanto se ricevono una ben precisa quantità di energia, tipica di quell’atomo. Se la riceve l’elettrone più periferico, questo si distacca dall’atomo, e si crea uno ione positivo. Questa descrizione è ineccepibile e spero inconfutabile, ma..
Ma su queste basi moti “scienziati” immaginano che una radiazione elettromagnetica che non sia idonea a trasferire quella precisa quantità di energia all’elettrone non sia in grado di interagire con l’atomo, e che quindi lo attraversi senza colpo ferire, in assoluta trasparenza.
Ma non è così, perché NON PUO’ essere così.

Noi conosciamo gli elettroni attraverso le loro manifestazioni fisiche palesi (elettricità) ed attraverso le tracce che questi lasciano negli strumenti complessi destinati al tracciamento delle particelle sub atomiche. Del loro comportamento all’interno dell’atomo non sappiamo nulla, ed il noto principio di indeterminazione di Heisenberg è un modo per affermare questo. Lo stato energetico delle particelle è determinato dalla loro velocità; in pratica una particella FERMA quasi cessa di esistere, perché l’energia che le caratterizza è energia cinetica. Nessuno ha mai osservato in un sincrotrone una particella subnucleare FERMA ! Ora, come fa un elettrone atomico a passare dallo stato energetico 1 allo stato 2 in maniera quantica ? Perché se non passa attraverso una fase di accelerazione ed aumento della sua velocità non può raggiungere lo stato 2, a meno di non farlo in tempo ZERO !
Quindi la transizione energetica determinata dalla radiazione incidente dovrebbe avere luogo ad una velocità INFINITA, altro che velocità della luce …

No, non è così, non può esserlo: gli stati energetici dei singoli elettroni di un atomo sono distanziati tra loro da quel quanto caratteristico di energia, ma se l’atomo riceve energia possono accelerare, aumentare la loro energia cinetica, pur senza averne abbastanza per effettuare il salto quantico. In altri termini: la materia NON è mai TRASPARENTE all’energia incidente. L’energia radiante, come l’energia termica trasmessa per conduzione, viene sempre assorbita, se c’è collisione fisica, cioè se se il campo di energia della radiazione o della materia incidente interferisce con quello della materia bersaglio. I cambiamenti di stato “visibili” del bersaglio, però, hanno luogo per salti quantici.
Per visibili intendo visibili in termini strumentali avanzati.

Se guardiamo un qualsiasi spettro di assorbimento di energia radiante, di una qualsiasi molecola, notiamo come questo si presenti come una curva con uno o più picchi di assorbimento di radiazioni a frequenze diverse, che coincidono con le frequenze alle quali lo stato energetico della radiazione coincide con il quanto di energia capace di produrre nel bersaglio un cambiamento di stato energetico “visibile”. Questi picchi di assorbimento vengono anche chiamate RIGHE di assorbimento a determinate frequenze.
Ma l’assorbimento esiste anche attorno alle righe, per le radiazioni a frequenza maggiore o minore. Le “righe” indicano una frequenza alla quale l’atomo è particolarmente sensibile, tanto da produrre un immediato salto quantico (che non vuol dire tempo ZERO !) , una sorta di “frequenza di risonanza”.

Tutto questo discorso sui salti quantici per dire cosa? Che quello che leggi su un libro di Fisica, o altro, può essere VERO (si spera che lo sia, ed in passato lo era, ma oggi …) ma c’è dell’altro che NON leggi, che è sottointeso, che emerge soltanto dalla tua comprensione dei fenomeni che stati studiando. Ci sono molti sottointesi anche in campo scientifico, cose date per scontate, che non ripeti mille volte. Per descrivere l’energia che un salto idraulico può sviluppare non devo sottolineare che questo è subordinato all’esistenza della forza di gravità !!! Ma con qualcuno, forse, andrebbe fatto …
La Scienza significa anche largo impiego della matematica, uno strumento insostituibile.
Ma attenzione: è solo uno strumento; 2 + 2 in assenza di oggetti non significa nulla.
E tutte le formulazioni matematiche sono subordinate a CONDIZIONI di validità, ipotesi, postulati, campo di applicazione, ecc. In loro assenza la formula matematica è priva di significato. Il problema è che ipotesi e postulati sono SOGGETTIVI, a meno di non essere determinati da condizioni sperimentali inconfutabili. La forza di gravità terrestre è un postulato, e direi che è attendibile quanto basta; ma tanti altri …

Questi ed altri punti deboli della SCIENZA e degli scienziati fanno si che sia molto difficile la comprensione di quanto viene proposto in ambito scientifico, soprattutto da chi non dispone di una competenza scientifica sufficiente, ma anche in ambito scientifico il dibattito è spesso molto articolato, tanto che molti preferiscono produrre formulazioni alternative, piuttosto che confutare quelle dei colleghi, dando la stura ad ulteriori dibattiti. Un gioco che alimenta la Scienza, con il confronto, e poi ciascuno crede a quel che vuole. Quando, però, le conclusioni di una FAZIONE scientifica hanno la pretesa di imporre diversi modelli di vita ai popoli, con l’appoggio di interessi economici e politici, allora siamo caduti nelle pericolose conseguenze di una ANTI-SCIENZA , che non è più scienza ma faziosità ideologica, sostenuta da interessi personali.

Se questo non accade, ma si resta nell’ambito speculativo e del confronto tra addetti ai lavori su temi lontani dal mondo reale in cui viviamo, allora si può sconfinare nella FANTASCIENZA, ma questa non fa male a nessuno, sin che resta dentro i suoi confini, dentro un VASO DI PANDORA da non scoperchiare mai.

Ing. Franco Puglia

Milano, 12 novembre 2024

SCIENZA E FANTASCIENZA

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Scienza e fantascienza sono due cose che spesso si toccano, sino a sovrapporsi.
La fantascienza immagina scenari incredibili, suggestivi, prodotti dalla nostra immaginazione, fondati anche su conoscenze reali, su una cultura scientifica, su nozioni scientifiche autentiche, mentre altre sono puramente immaginarie. La fantascienza ha spesso anticipato, in passato, cose che poi la scienza ha realizzato per davvero, come i voli spaziali immaginati dallo scrittore Giulio Verne.
Gli scienziati NON sono tutti uguali: alcuni sono studiosi strettamente collegati al REALE, a ciò che è possibile riprodurre in laboratorio, e non soltanto descritto con formule matematiche. Altri studiosi, invece, investigano l’inconoscibile, come tutti quelli che si occupano di astrofisica o di fisica delle particelle, dell’infinitamente piccolo.
I due aspetti della scienza si dovrebbero sempre tenere BEN DISTINTI E BEN DISTANTI: la scienza sperimentale è una cosa, ed è quella che può arrivare a determinare delle LEGGI che governano alcuni fenomeni, esprimendole anche in forma matematica.
La scienza dell’infinitamente piccolo e dell’infinitamente grande, invece, dovrebbe restare confinata nel suo ruolo di soddisfazione dell’infinita curiosità umana, senza sconfinare nella vita reale, che ha bisogno della scienza sperimentale, non di quella ai confini della fantascienza.
Gli studi dei fisici e dei matematici ci hanno condotto ben oltre i confini della realtà, attraversandola e lasciando tracce importanti, e sono le tracce materiali di questi studi quelle che ci interessano nella vita quotidiana, mentre le proiezioni lontane restano collocate nella curiosità che si nostre delle nostre fantasie.

Quali che siano le origini dell’universo, la nostra vita non cambia.
I buchi neri sono qualcosa che va ben oltre le possibilità della nostra esperienza, per fortuna, e possiamo limitarci a fantasticare di precipitare in un buco nero per emergere in un altro spazio-tempo.
Possiamo fantasticare sui viaggi nel tempo, con Harry Potter, ma restiamo nel nostro tempo, e con questo dobbiamo fare i conti. E il Bosone di Higgs vale un premi Nobel, ma non si può vendere nei supermercati.

Ma alcuni studiosi si sono messi a fantasticare sul clima del pianeta, che poi non esiste, perché esistono I CLIMI, al plurale, e sono parecchi. Gli esseri umani, però, insoddisfatti dall’esito avuto dalla Torre di Babele, che non riuscì ad ergersi sino a toccare il Cielo, vogliono ampliare i loro dominio sulla Natura, sino a controllare IL CLIMA , che a quanto pare non soddisfa più le esigenze dei tempi moderni.
E se il clima che abbiamo dipende da noi, se siamo noi a fare il bello ed il cattivo tempo, allora possiamo anche dirigerlo a nostro piacere. Cosa ci serve? Niente di speciale: alcune equazioni matematiche ed il gioco è fatto. Così i “climatologi” (ma chi diamine sono?) hanno messo in campo anche un certo Schwarzchild, che pare voler dire “bambino nero”, un nome che evoca il moderno terzomondismo.
Tutte le altre argomentazioni circa il ruolo disastroso della CO2 in atmosfera non sono convincenti? Nessun problema: una sequenza di equazioni di Schwarzchild e siamo proiettati nel nuovo mondo, quello in cui non contano le interazioni forti, ma le interazioni deboli, in cui Davide CO2 è più potente di Golia Azoto e di tutti gli altri giganti messi insieme.

Traggo e riporto da Wikipedia, per quel che vale:

Lo spaziotempo di Schwarzschild o metrica di Schwarzschild è una soluzione delle equazioni di campo di Einstein nel vuoto che descrive lo spaziotempo attorno a una massa a simmetria sferica, non rotante e priva di carica elettrica. È stata la prima soluzione esatta trovata per la relatività generale,proposta da Karl Schwarzschild pochi mesi dopo la pubblicazione della teoria.

Karl Schwarzschild

Matematicamente, rappresenta la geometria di uno spazio-tempo statico e a simmetria sferica.
Anzi, come dimostrato dal teorema di Birkhoff, la staticità è una conseguenza della simmetria sferica e quella di Schwarzschild è la soluzione più generale che soddisfa queste due richieste.
Benché sia un’approssimazione (praticamente tutti i corpi celesti ruotano, Sole compreso), trova vaste applicazioni.
I moti planetari attorno al Sole, ad esempio, che nella teoria della gravitazione newtoniana erano descritti come moti in un campo di forze centrali, per cui erano valide le leggi di Keplero, sono descritti dalla relatività generale come moti di masse di prova (ossia moti geodetici) nello spazio-tempo di Schwarzschild. In particolare, se nella teoria kepleriana le orbite dei pianeti erano ellissi, in quella relativistica sono rosette (per approfondire si veda oltre) ed esibiscono una precessione dell’asse dell’orbita, che era stata osservata già tra il ‘700 e l ‘800 e non era spiegabile nel quadro newtoniano.
In particolare i calcoli di Le Verrier, lo scopritore teorico, insieme con Adams, del pianeta Nettuno, sfruttando la teoria delle perturbazioni secolari, riuscivano a spiegare quasi tutta la precessione osservata, tranne un residuo di meno di 50 secondi d’arco per secolo per il pianeta Mercurio.
Il calcolo esatto permesso dalla soluzione di Schwarzschild per l’angolo di precessione di Mercurio rafforzò la prima prima prova a sostegno della teoria della relatività costituita dal calcolo approssimato ad opera dello stesso Einstein. La soluzione di Schwarzschild è anche all’origine di una delle idee della fisica che più fortemente hanno stimolato l’immaginario collettivo, prestandosi spesso a speculazioni fantascientifiche: il buco nero.
Come sarà mostrato meglio in seguito, se il corpo sorgente del campo gravitazionale è abbastanza denso, la soluzione di Schwarzschild prevede che attorno alla sorgente, a una distanza nota come raggio di Schwarzschild, esista una superficie ideale, detta orizzonte degli eventi che divide lo spazio-tempo in due regioni non connesse causalmente, e che funziona come una membrana unidirezionale: tutto può entrare ma niente può uscire. In particolare neppure la luce, una volta entrata nel volume racchiuso dall’orizzonte degli eventi, non potrà più allontanarsene, e continuerà inesorabilmente a orbitare, inanellando giri attorno alla massa centrale. Poiché la luce non riesce a sfuggire dall’oggetto, John Archibald Wheeler, in un’intervista del 1968, per farsi capire dal giornalista, si espresse con un paragone: se l’oggetto si trovasse a passare davanti allo sfondo pieno di stelle della nostra galassia, l’osservatore sulla Terra non potrebbe vedere l’astro, ma vedrebbe nella sua posizione un “buco nero” rispetto allo sfondo luminoso. Da allora venne adottato questo termine, mentre il termine preciso è singolarità gravitazionale.

Karl Schwarzschild (Francoforte sul Meno, 9 ottobre 1873 – Potsdam, 11 maggio 1916) è stato un matematico, astronomo e astrofisico tedesco. Legò il proprio nome all’astrofisica moderna: dalla spettroscopia alla teoria dell’evoluzione stellare, effettuando diversi studi su modelli teorici di atmosfere stellari grazie alla scoperta dell’effetto fotografico che porta il suo nome (“effetto Schwarzschild“) e che consiste nella perdita di sensibilità delle emulsioni fotografiche sensibili in condizioni di bassa luminosità o di tempi di posa molto lunghi.

Ora ditemi se ha senso cercare di piegare questi studi di astrofisica alle condizioni FISICHE e MACROSCOPICHE dei fenomeni materiali dell’atmosfera terrestre.
Perché è anche questo che viene fatto. Si pubblicano studi astrusi, che nessuno o pochi leggono e comprendono, per avvalorare tesi strampalate secondo le quali poche molecole di gas atmosferico (0,04% di CO2) possono stravolgere la termodinamica dell’intero pianeta, costringendo quindi 8 miliardi crescenti di esseri umani ad abbandonare il motore energetico fossile del loro sviluppo negli ultimi due secoli per dare soddisfazione alle fantasie spazio temporali di un manipolo di matematici contemporanei?

A voi tutti l’ardua risposta …

Ing. Franco Puglia
9 Maggio 2024