esperimento

Un miraggio planetario nel deserto del Nevada

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Solar System Model

Sembrano gridarlo ai quattro venti, renderlo palese con la forza dei propri semplici gesti: tutto quello che pensate di sapere sul Sistema Solare, non è proprio Sbagliato…Ma nemmeno utile a costruirvi un visione che risponda alla realtà. E la colpa, se vogliamo, è tutta degli illustratori che ci hanno portato, in anni ed anni di abbellimenti visuali, verso quel modello: la grande sfera fiammeggiante al centro. Una, due, tre, quattro palle dalle dimensioni molto minori, separate l’una dall’altra per lo spazio di qualche centimetro a dir tanto (Mercurio, Venere, Terra, Marte) ed altre quattro invece, dalle proporzioni medie, nonché vivacemente colorate: Giove, Saturno, Urano, Nettuno. Se conservate poi un ricordo del periodo antistante al 2006, a questo club ristretto si sarebbe aggiunto il “piccolo” Plutone, oggi declassificato a pianeta nano, poiché parte in realtà della lunga serie di oggetti rocciosi che formano la cintura asteroidale di Kuiper, analoga a quella interna della fascia principale. E persino lui così azzurrino (chissà poi perché) nel trionfo del paradossale, sarebbe stato lì, con l’ellisse del suo moto alla distanza media di 6 milioni di Km dal Sole circa, forse giusto un po’ di lato, su quel foglio. Messo, al massimo, lievemente in disparte. Il che non sarebbe stato un grandissimo problema, se almeno la rappresentazione convenzionale dell’intero meccanismo fosse in scala. Ma il fatto è che le vertiginose distanze che separano ciascuno di questi corpi, nella loro danza gravitazionale, è così estesa da sfuggire a degne rappresentazioni. Se volessimo raffigurare le distanze rilevanti, i pianeti dovrebbero essere puntini o al massimo cerchietti, e la pergamena usata per raffigurarli, srotolabile, fino alla lunghezza di diversi metri di assoluto nulla. Proprio per questo, le migliori rappresentazioni sono quelle digitali. Però talvolta, stanchi di guardare luci fittizie riprodotte dentro a un monitor, viene anche la voglia di dare una forma fisica a quanto descritto fino ad ora: il vero volto del Sistema. Più che altro perché, utilizzando un punto di osservazione inserito all’interno di un modello in scala, si potrà provare l’emozione di osservare ciascun elemento costituente, alla dimensione relativa che esso veramente avrebbe, nel corrispondente punto dello spazio interplanetario.
Ciò significa, come sapientemente dimostrato verso il termine del video di Wylie Overstreet ed Alex Gorosh, To Scale: The Solar System, che qualcuno potrebbe mettersi vicino a quella biglia che è nella finzione il pianeta Terra. Mentre il suo amico solleva in alto, con gesto teatrale, il mega pallone da spiaggia usato per il Sole. Mentre quest’ultimo, sapientemente manovrato, coprirà perfettamente il disco della nostra stella sopra l’orizzonte, nella perfetta riproposizione di un’eclisse fatta in casa, totalmente soggettiva quanto degna di essere narrata. Il concetto non è, in realtà, del tutto nuovo. Di modelli accuratamente proporzionati del nostro vicinato cosmico ne esistono dozzine: nei musei statunitensi, presso le istituzioni di studio e ricerca. Ad Elrlenbach sul Main, nel land della Baviera, ce n’è uno in scala 1:1.000.000.000, con sfere di metallo poste sopra grandi piedistalli. Il Sole, naturalmente, è dorato. L’università del Colorado vanta un progetto che si estende per l’intero campus, dal planetario di Fiske fino al termine del viale Regent Drive. Qualche volta, tali creazioni diventano dei veri monumenti, con ciascuna sfera montata in alto sulla strada, dislocata lungo uno spazio tra una città e l’altra, come fatto nell’esemplare vantato dallo stato del Maine, che misura complessivamente ben 64 Km e mezzo, dalla comunità di Presque Isle ad Houlton, sul confine con il Canada. Mentre il più imponente di simili costrutti si trova in Svezia, lungo diverse città presso la costa del Mar Baltico. Il Sole, qui, è rappresentato dallo stadio ad emicupola dell’Ericsson Globe, il più grande edificio del suo tipo, mentre i diversi pianeti sono attraenti opere commissionate ad artisti di fama, ciascuna nell’esatta scala di 1:20.000.000. Pensate, per iniziare a rendervi conto delle distanze relative, che i quattro pianeti del Sistema interno sono tutti a Stoccolma, mentre gli altri si trovano ad Uppsala (73 Km dal Globe) Gävle (143 Km) Söderhamn (229 Km) e così via. Per rispettare le dimensioni relative, quindi, la terra misura 65 cm di diametro, mentre Plutone appena 12. Il modello da due metri e mezzo di Urano, per motivi forse dovuti al doppio senso del suo nome, è stato più volte vandalizzato.
Ma il fatto è che qualsiasi ricostruzione di questo tipo, per sua inerente necessità, deve sempre fare i conti con le distrazioni dell’ambiente circostante: strade, lampioni, edifici… Mentre nell’idea di questi due autori, si è cercato di fare un qualcosa di totalmente diverso: il più piccolo modello che fosse anche osservabile da lontano, collocato in uno dei luoghi maggiormente affini al vuoto cosmico che abbiamo sulla Terra: il vecchio bacino endoreico (ex-lacustre) del deserto Black Rock, a decine e centinaia di chilometri dal più vicino centro abitato.

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Le tre reliquie roteanti della fisica applicata

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Tre reliquie della fisica

Prendi questo strano oggetto, fallo roteare nella direzione che prevede il suo progetto (qualche volta, vanno bene tutte e due) lo vedrai assecondare docilmente il tuo volere. Ma soltanto per un attimo fugace, oppure due. Poi si fermerà, invertendo totalmente il verso del suo movimento… Creando l’energia apparente dal vortice dell’assoluto Nulla. È una chiara violazione del principio di conservazione del moto angolare! Ristampate i sussidiari! Abbattete l’edificio d’avorio della fisica, ricostruitelo immediatamente nella valle della semplice superstizione! Perché cos’altro potrebbe mai spiegare, un tale susseguirsi di correlazioni, tranne un ritorno all’antico sistema delle opinioni? Il metodo di chi non può comprendere, però discute. Creando la scintilla che riaccende il sommo fuoco delle origini del mondo.
Noi, oggi: una sola razza umana, con variazioni minime, che ben poco si estendono oltre i lineamenti o il tono della carnagione. Molti sistemi di valori, spesso contrastanti, eppure un singolo princìpio oggettivo, il merito e il valore della scienza. Tutto questo unicamente grazie a un singolo artificio: la creazione di strumenti. Perché l’occhio umano, per quanto sofisticato e preciso, sostiene immagini che vengono rielaborate, connotate dalle sezioni dedicate del cervello. Mentre un concetto, puro e scevro di contesto, non può che dare vita ad un sitema matematico immanente. I Celti preistorici, nelle loro solide dimore in legno e fango. Gli antenati degli Egizi, sulle rive del munifico corso fluviale. Gli Olmechi delle Ande mesoamericane, all’altro capo dell’oceano sconfinato. Ciascuno di questi raggruppamenti di popoli distinti, e molti altri per vie parallele indipendenti, giunsero alla costruzione dell’attrezzo primordiale, da cui derivarono tutti quelli successivi: l’ascia in pietra scheggiata, modificazione tagliente di ciò che la natura aveva provveduto a creare, grazie ai fenomeni della concrezione ed erosione. Poi migliorato e riprodotto, attraverso la scoperta del metodo segreto per fondere i metalli. Un sistema letteralmente a portata di mano, per costruire abitazioni, templi, carri, splendide ambizioni. Nonché il primo punto di un mistero che ci affascina da sempre, tutt’ora largamente non incasellato nello studio dei fenomeni naturali.
Il nome tradizionale viene, come fin troppo spesso capita, da un errore di provenienza medievale. Citava dalla Bibbia (Giobbe 19:24) il Codex Amiatinus, ritrovato nell’abbazia toscana di San Salvatore: Stylo ferreo, et plumbi lamina, vel certe sculpantur in silice “Che [la volontà divina] sia scritta con penna di ferro, su una lamina di piombo oppure pietra”. Ma il monaco amanuense deputato a tale trascrizione, per qualche ragione scrisse “celte” invece che “certe” dando un nome a questo ipotetico scalpello, tutt’ora largamente in uso nella lingua inglese, nella sua versione lievemente modificata di celt. Nell’idea di taluni archeologi dell’alba di questa complessa scienza, forse latinisti non proprio fenomenali, tale termine iniziò ad essere attribuito a tutto ciò di preistorico che fosse tagliente, appuntito o in qualche modo utile ai primordi dell’ingegneria. Una testa affilata, insomma, di pietra, bronzo o altri metalli. E quando costoro ne traevano un singolo esemplare da un tumulo, il sito di un antichissimo villaggio, presso i depositi delle popolazioni indigene, osservavano prima o poi con meraviglia quello stesso fenomeno incredibile, dell’invertimento subitaneo della rotazione indotta. Tutte le asce preistoriche, dalla prima all’ultima: giravano preferibilmente in senso orario, oppure antiorario. Non entrambi oppure, addirittura, nessuno dei due. Come fossero animati dagli spiriti dei loro costruttori ormai defunti…

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La grande fuga della muffa intelligente

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Slime Maze

All’interno di una coltura cellulare, in una scatoletta trasparente, qualcuno ha posto un labirinto. In esso albergano due cose, ben divise tra di loro: un singolo chicco d’avena e una certa quantità di materia giallo canarino, stranamente diseguale e filamentosa. Con in se il segreto della crescita smodata. Nel giro di qualche ora, la “creatura” perlustrerà tutti gli spazi disponibili, alla ricerca del suo cibo preferito. Come una serie di tentacoli, le sue escrescenze vagheranno per i corridoi, raggiungendo la massima estensione, nonostante le poche risorse di cui la natura l’ha dotata. Finché non troverà, finalmente, il nucleo e il cereale del potere. A quel punto, rigenerata nella mente e nella forza operativa, inizierà a spostarsi in massa, attraverso il più breve ed efficiente dei percorsi. Già pregustando l’attimo dell’agognato nutrimento.
Non è una bestia, non è una pianta, non è un fungo. Eppure si muove alla ricerca di cibo, vegeta quando necessario, fa le spore se ne ha voglia. Myxogastria, la chiamano, dal muco appiccicoso. O nello stile maggiormente descrittivo della lingua inglese, la slime mold. Gli amanti del cinema degli anni ’50 potrebbero arrivare, con un po’ di fantasia, a chiamarla The Blob, anche se non è un fluido e tanto meno uccide (cose più grandi lei). Fa parte di quel gruppo di esseri viventi che esulano dalla classificazione, in origine ignorati da Linneo e che soltanto successivamente, nel 1866, il biologo e naturalista Ernst Haeckel pensò d’inserire all’interno di una categoria delle “varie ed eventuali”, quella cosiddetta dei protisti. Un regno oggi considerato obsoleto e non scientificamente utile alla descrizione del sistema di correlazioni rilevanti, ma che tuttavia sembra derivare da una parte dei discendenti di una singola specie, e che per questo viene utilizzato ancora adesso per identificare una vasta e variegata serie di micro o macro organismi in grado di trarre sostentamento, a seconda dei casi, dalla luce o da sostanze chimiche trovate nell’ambiente. Tra cui le amebe unicellulari, dette Proteus animalcule. Ora, come si può facilmente desumere dall’antonomasia largamente utilizzata, in condizioni normali uno di questi esseri non risulta particolarmente sveglio né operativo: senza l’impiego di un sistema nervoso, organi di senso e cervello, tutto quello che può fare è fluttuare in un liquido attraverso l’uso dei suoi piccoli pseudopodi, alla ricerca di una vittima predestinata, da inglobare per crescere, allo scopo di raggiungere l’ora della splendida mitosi. Ah, gloria della pratica semplicità! la cellula che si divide, due nuclei all’improvviso dove ne permaneva uno soltanto, ciascuno poi che va per la sua strada. Mai e poi mai s’incontreranno, di nuovo? Forse. Possibile. Non sempre vero. Esiste infatti il caso di talune forme di vita, i dictyostelidi che vivono nel sottobosco marcescente, in grado di ricorrere a un particolare strategia di sopravvivenza. Quando la materia di sostentamento scarseggia, poco prima che un’intera colonia debba soccombere all’inclemenza delle condizioni naturali, i diversi elementi iniziano nella difficile ricerca dei loro simili. Una volta effettuato il contatto, quindi, le amebe si uniscono formando una lumaca, detta pseudoplasmodio, in grado di spostarsi a gran velocità. Trovato quindi un nuovo luogo utile alla proliferazione, detto essere si ferma e si trasforma in un corpo fruttifero, da cui le amebe fuoriescono di nuovo, in forma di spore. Ed è una tecnica mostruosamente efficace. Al punto che vi sono dei protisti, quelli forse più famosi e amati negli esperimenti, che di questo approccio ne hanno fatto un’arte, e piuttosto che ricorrervi soltanto in caso d’emergenza, l’hanno integrato nel loro processo di riproduzione. Tra questi, spicca per imponenza e proliferazione il Physarum polycephalum, letteralmente: muffa dalle molte teste. Una creatura giallognola e facilmente visibile ad occhio nudo, per lo meno attraverso la parte maggiormente significativa del suo ciclo vitale, che può arrivare a raggiungere diversi metri d’estensione, crescendo alla velocità davvero impressionante di un centimetro l’ora. Molto più di qualsiasi pianta o animale. Queste amebe, infatti, non sono scese a compromessi col concetto d’individuo, e tutto ciò che le compone e definisce è finalizzato alla creazione di un vero e proprio sciame cellulare, definito plasmodio (non più pseudo, quindi) in cui crollano le pareti cellulari, e tutti i nuclei fluttuano in un solo citoplasma. Sempre così terribilmente affamato di CONOSCENZA.

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La grande danza delle goccioline colorate

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Dancing Droplets

È una scena così tipica ed al tempo stesso, dannatamente affascinante: il ricercatore dottorato all’Università di Stanford, posto sotto la supervisione di un assistente di bioingegneria, che scruta attentamente dentro a un microscopio nel laboratorio. Alla ricerca di… Correlazioni, punti d’interesse, loci e nessi significativi. Siamo nel 2009. Ma mentre aumenta la concentrazione, ad un tratto, costui si rende conto di qualcosa. Un fatto chiaro e lampante, da tempo immemore sotto gli occhi di ciascuno, ma che tuttavia nessuno, almeno a quanto gli è dato di sapere, si è mai dato la briga di commentare. Né soprattutto studiare e/o pubblicare, fatto ancor più interessante dal suo punto di vista. Così alza gli occhi, si guarda intorno, e mentre aspetta di rimettere a fuoco il mondo delle cose in proporzione, improvvisamente esclama: “Prof, le gocce sembrano vive!” Ed è tutta una questione di contesto. Perché dal punto di vista dell’uomo della strada, una simile affermazione poteva essere soltanto interpretata come la battuta di un’ubriaco, o al limite, l’osservazione di un qualcosa di ovvio e rinomato. Ma basta mettere quattro, cinque lacrime sopra una superficie liscia e non permeabile, per rendersi conto che non è esattamente così. A meno che detto piano di lavoro sia il metallo di una padella, riscaldata al di sopra del punto di ebollizione, un fluido giace nel suo luogo, grosso modo immobile, finché non transita immancabilmente verso un altro stato di materia. Questa è la dura legge della gravità. Mentre in quel caso specifico, meraviglia della meraviglie, sopra un vetrino privo di caratteristiche particolari, una ventina di puntini s’inseguivano e scostavano l’un l’altro, parevano dei microbi in una coltura di Pasteur. Fenomeno, questo, certamente degno di essere studiato, almeno nell’opinione del supervisore, al punto che l’intero laboratorio, negli ultimi anni, ha dedicato una parte del suo tempo alla risoluzione di questo “mistero”. La cui genesi probabilmente, soprattutto per chi ha la chimica nel sangue e nella mente, era già per sommi capi molto chiara. Ma che del resto, una volta dimostrata, approfondita e reso controllabile, poteva trovare un’applicazione nella costruzione di superconduttore o pannelli solari autopulenti. Per non parlare della cosa più importante: creare una simulazione istantaneamente comprensibile, e attraente, dell’origine stessa della vita sulla Terra.
Il nome dell’istigatore accidentale dello studio, il ricercatore ancora fresco dei suoi studi, è Nate Cira, mentre il suo supervisore di ruolo e capo laboratorio è Manu Prakash, il tipo di scienziato che, come afferma nel suo profilo ufficiale presso il sito dell’università, “lascia che sia l’istinto e la curiosità a guidarlo.” I due hanno quindi ottenuto la partecipazione di un terzo elemento, il giovane collega Adrien Benusiglio. Nel corso dei ritagli di tempo ricavati tra quelli che erano sicuramente studi dalle applicazioni più immediate, i tre hanno impugnato quindi altrettante pipette di precisione, iniziando a mettere alla prova i vari fluidi a disposizione in questo strano e nuovo sport. È importante notare che nell’esperimento originario di Cira, come anche nel video di apertura, ciascuna goccia fosse composta essenzialmente di due tipi di molecole distinte: una parte d’acqua, un’altra di glicole propilenico (1,2-propandiolo) componente basilare di molti coloranti per il cibo, medicinali e disinfettanti. Ed andava rintracciata proprio in questa commistione di elementi, essenzialmente, l’origine della questione. Perché come per l’appunto dicevamo, tutti i fluidi sono soggetti ad evaporazione, ma non tutti allo stesso ritmo. Ciò che succede quindi nella goccia “mista” è che il glicole propilenico tende a scappare via per primo trasformandosi in gas, anche a temperatura ambiente, scegliendo come via di fuga la parte bassa della goccia, dove le pareti sono più sottili. Mentre l’acqua, in conseguenza di tale tendenza, pur mantenendo un peso superiore, si ritrova in alto, generando turbolenze non indifferenti. Questo, quindi, causa il movimento. Ma non spiega la questione ancor più affascinante: perché le gocce sembrano, letteralmente, cercarsi tra di loro, o in altri casi paiono respingersi a vicenda?

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