Utente:Gruppo di Svalvolate/Dicono di loro

QUI SI PARLA DI GRUPPO DI SVALVOLATE Quindi se non volete implodere lasciate subito questa pagina, oppure con i suoi poteri di fan di Twilight ti spedirà a casa un'orda di vampiri bimbominkiosi! Io ti ho avvertito

File:Faccina che piange.gif Questo dicono di loro porta alla depressione. Questo dicono di loro può portare depressione, isteria e pianto in quanto è così brutto e indegno da essere considerato noioso anche da Wikipedia Non leggerlo, non ne vale la pena

« Voglio il Dicono di noi! »

(GdS su msn ad ogni fottuta ora, ogni fottuto minuto, ogni fottuto secondo.)

« 

[15:20:45] Gruppo di Svalvolate dice:
http://www.nonciclopedia.wikia.com/wiki/Utente:Gruppo_di_Svalvolate/Dicono_di_loro
[15:20:45] Gruppo di Svalvolate dice:
http://www.nonciclopedia.wikia.com/wiki/Utente:Gruppo_di_Svalvolate/Dicono_di_loro
[15:20:46] Gruppo di Svalvolate dice:
http://www.nonciclopedia.wikia.com/wiki/Utente:Gruppo_di_Svalvolate/Dicono_di_loro
[15:20:48] Gruppo di Svalvolate dice:
http://www.nonciclopedia.wikia.com/wiki/Utente:Gruppo_di_Svalvolate/Dicono_di_loro
[15:20:50] Gruppo di Svalvolate dice:
http://www.nonciclopedia.wikia.com/wiki/Utente:Gruppo_di_Svalvolate/Dicono_di_loro
[15:20:52] Gruppo di Svalvolate dice:

 »

(Non aggiungetela su msn. Mai. PER NESSUNA RAGIONE. )

« Vi muovete a creare il dicono di loro? Dai veloce! Voglio il dicono di loro! Vi prego! Dai ragazzi quello di chiavettomane è stupendo fate pure il mio! »

(Gruppo di Svalvolate al povero Falling Down e a Balestra mentre il primo tenta di controllare le ultime modifiche e l'altro di scrivere un articolo)

- Falling Down: “Ho messo una buona parola per te, sul foro”
- Balestra: “Bravo, Fall! Invece io ne metterò una contro!”
- GdS: “Ueeee!”


« *sottovoce* Metti che è una fan di Twilight!*sottovoce* »

(Io a Falling Down su MSN, parlando del Dicono di Loro di GdS)

Gruppo di svalvolate non è. Gruppo di Svalvolate sono. In realtà è una quattordicenne pazzoide ed esaltata oltre che fan di Twilight; nonostante si spacci per articolista non fa che sfrangiare le palle a qualunque nonciclopediano che ha in MSN per avere il Dicono di Loro.

Dopo estenuanti ore, giorni e minuti di Fatto il Dicono? fatelo! Ora! daiii io, Balestra, ho deciso di creare il suo dicono (Falling se n'è lavato le mani...).

Peccato che non ci sia niente da dire su di lei, tranne che alcune citazioni. E nessuna che la metta in buona luce. Nemmeno una. Quelle sopra ne sono la prova. Capito? Quindi che fai ancora qui? Esci da questa specie di parodia di un Dicono di Lui e vai a leggere qualche articolo, piuttosto!

Storiella niubbi

GdS nacque da Chuck Norris quando esso decise di riportare sulla giusta via Nonciclopedia, finita sotto il dominio di Mosconi. Il vate, saputo che Chuck stava per mandare una messia, affidò ai Tokio Hotel il compito di trovare ed uccidere l'inviato del supremo. Però anche Chuck aveva i suoi alleati: radunò intorno a se una stregua di Admin fedeli e gli diede il compito di portare in salvo la piccola.

Intanto i Tokio Hotel e il loro esrecito di Bimbiminkia sconfinò nel territorio dei Truzzi. Il re dei Truzzi, Nessuno, strinse un alleanza con i Tokio Hotel.

Intanto Nietzesche disse I Tokio Hotel sono morti e i Tokio Hotel morirono alla faccia del Vate. Chuck Norris scese in campo e, con un potentissimo Calcio Rotante, eliminò l'armata di truzzi, bimbiminkia, emo e metallari che si era radunata.

Intanto GdS era cresciuta e fu infiltrata nella rete di Nonciclopedia, dove tutti erano schiavi del vate e quel Mona che Sbatte la Porta era uno dei feudatari. Viene però scoperta da quel coglione della pubblicità delle suonerie che, insieme a Mr. Lui, la denuncia al vate che scende in campo armato. Ma Tua Madre trattenne Mosconi in un orgia a tre con i finley. Purtroppo l'esercito Svervegese, alleato con quello di Wikipedia, invase Nonciclopedia. GdS si mise a capo della resistenza sub-nonciclopediana dopo la morte del Vate ad opera di un kamikaze che si scopre essere uno dei Jonas Brothers. La battaglia decisiva avvenne a Vergate sul Membro: l'esercito Svervegese-Nonciclopediano si era asserragliato in un cimitero ma GdS, grazie all'aiuto di Berlusconi e dell'Omino Sentenzioso, s'infiltrò con i due compagni nell'accampamento nemico e aprì le porte dopo aver ucciso i Teletubbies di guardia. Intanto l'Imperatore Palpatine, secondo in comando di Jimbo Wales, muore di infarto perchè così Chuck volle. Ma a nessuno importò. Alla fine l'esercito fu respinto e Nonciclopedia tornò sotto la guida buona e giusta di Chuck Norris: GdS fu dimenticata, il suo account cancellato. Ora è tornata e fa finta di essere una niubbazza per intervenire al momento giusto e salvare nuovamente Nonciclopedia.

Vero dicono

Template:Teoria delle stringhe In fisica, la teoria delle stringhe, talvolta definita teoria delle corde, è una teoria che si fonda sul principio secondo cui la materia, l'energia e, sotto certe ipotesi, lo spazio e il tempo sono in realtà la manifestazione di entità fisiche sottostanti che a seconda del numero di dimensioni in cui si sviluppano vengono chiamate "stringhe" oppure "brane".

Al momento si è in dubbio sulla categorizzazione da assegnare a questa teoria: poiché dopo quarantadue anni di storia non si intravede ancora la possibilità di dimostrarla concretamente alcuni ritengono che non abbia vera validità scientifica. Vedi il capitolo relativo.

Introduzione

Interazioni nel modo subatomico: linee d'universo di particelle puntiformi nel Modello Standard (a sinistra) e un foglio d'universo composto da stringhe chiuse nella teoria delle stringhe (a destra)

La teoria delle stringhe è un modello fisico i cui costituenti fondamentali sono oggetti ad una dimensione (le stringhe) invece che di dimensione nulla (i punti) caratteristici della fisica anteriore alla teoria delle stringhe. Per questa ragione le teorie di stringa sono capaci di evitare i problemi di una teoria fisica connessi alla presenza di particelle puntiformi.

Uno studio più approfondito della teoria delle stringhe ha rivelato che gli oggetti descritti dalla teoria possono essere di varie dimensioni e quindi essere punti (0 dimensioni), stringhe (1 dimensione), membrane (2 dimensioni) e oggetti di dimensioni D superiori (D-brane).

Il termine teoria delle stringhe si riferisce propriamente sia alla teoria bosonica a 26 dimensioni che alla teoria supersimmetrica a 10 dimensioni. Tuttavia nell'uso comune, teoria delle stringhe si riferisce alla variante supersimmetrica, mentre la teoria anteriore va sotto il nome di teoria bosonica delle stringhe.

L'interesse della teoria risiede nel fatto che si spera possa essere una teoria del tutto, ossia una teoria che inglobi tutte le forze fondamentali. È una soluzione percorribile per la gravità quantistica e in più può descrivere in modo naturale le interazioni elettromagnetiche e le altre interazioni fondamentali. La teoria supersimmetrica include anche i fermioni, i blocchi costituenti la materia. Non si conosce ancora se la teoria delle stringhe sia capace di descrivere un universo con le stesse caratteristiche di forze e materia di quello osservato finora.

Ad un livello più concreto, la teoria delle stringhe ha originato progressi nella matematica dei nodi, negli spazi di Calabi-Yau e in molti altri campi. La teoria delle stringhe ha anche gettato maggior luce sulle teorie di gauge supersimmetrico, un argomento che include possibili estensioni del modello standard.

La storia

I diversi ordini di grandezza della materia:
1. Materia (macroscopico)
2.Struttura molecolare (atomi)
3.Atomi (neutroni, protoni, elettroni)
4.Elettroni
5.Quark
6.Stringhe

La teoria delle stringhe prende le mosse da un articolo del fisico teorico Gabriele Veneziano per spiegare le peculiarità del comportamento degli adroni. Durante gli esperimenti condotti negli acceleratori di particelle, i fisici avevano osservato che lo spin di un adrone non è mai maggiore di un certo multiplo della radice della sua energia. Nessun semplice modello adronico, come quello di renderli composti da un serie di particelle più piccole legate insieme da un qualche tipo di forza, era in grado di spiegare tali relazioni. Nel 1968 Veneziano trovò che una funzione a variabili complesse creata dal matematico svizzero Leonhard Euler (latinizzato Eulero), la funzione beta, si adattava perfettamente ai dati sull'interazione forte. Veneziano applicò la Funzione Beta di Eulero

$\beta \left({p,q}\right)=\int _{0}^{1}{x^{p-1}\left({1-x}\right)^{q-1}dx}={\frac {\Gamma \left(p\right)\Gamma \left(q\right)}{\Gamma \left({p+q}\right)}}$

con $\operatorname {Re} \left(p\right)>0,\operatorname {Re} \left(q\right)>0$

alla forza forte, ma nessuno sapeva spiegarsi perché funzionasse.

Nel 1970, Yoichiro Nambu, Holger Bech Nielsen, e Leonard Susskind presentarono una spiegazione fisica per la straordinaria precisione teorica della formula di Eulero. Rappresentando la forza nucleare attraverso stringhe vibranti ad una sola dimensione, questi fisici mostrarono come la funzione di Eulero descrivesse accuratamente queste forze. Ma anche dopo che i fisici ebbero proposto una possibile spiegazione fisica per l'intuizione di Veneziano, la descrizione che le stringhe davano della forza forte faceva predizioni che contraddicevano direttamente le esperienze. La comunità scientifica perse presto interesse nella teoria delle stringhe, e il modello standard, con le sue particelle e i suoi campi, rimase il plesso teorico dominante.

Poi, nel 1974, John Schwarz e Joel Scherk, e indipendentemente Tamiaki Yoneya, studiarono i modelli con caratteristiche da messaggero della vibrazione di stringa e trovarono che le loro proprietà combaciavano esattamente con le particelle mediatrici della forza gravitazionale — i gravitoni. Schwarz e Scherk argomentarono che la teoria delle stringhe non aveva avuto successo perché i fisici ne avevano frainteso gli scopi.

Questo condusse allo sviluppo della teoria di stringa bosonica, che è ancora la versione insegnata a molti studenti. Il bisogno originario di un'indipendente teoria degli adroni è stata accantonata con la nascita della cromodinamica quantistica, la teoria dei quark e delle loro interazioni. Ora si spera che o la teoria delle stringhe o qualcuna derivata da essa comporterà una comprensione fondamentale degli stessi quark.

La teoria di stringa bosonica è formulata in termini di azione di Polyakov, una quantità matematica che può essere usata per prevedere come le stringhe si muovono nello spazio-tempo. Applicando le idee della meccanica quantistica all'azione di Polyakov — procedura nota come quantizzazione — si può dedurre che ogni stringa può vibrare in molti modi diversi, e che ogni stato di vibrazione rappresenta un tipo diverso di particella. La massa di cui è dotata la particella e i vari modi in cui può interagire, sono determinati dai modi in cui la stringa vibra — essenzialmente, dalla nota che la stringa vibrando produce. La scala delle note, ad ognuna delle quali corrisponde una particella, è denominata "spettro energetico" della teoria.

Questi primi modelli includevano sia stringhe aperte, che hanno due punti terminali definiti, che stringhe chiuse, dove gli estremi sono congiunti a formare un anello, un loop. I due tipi di stringa si comportano in maniera leggermente diversa, producendo due spettri. Non tutte le moderne teorie delle stringhe usano entrambi i tipi; alcune comprendono solo le tipologie chiuse.

Comunque, la teoria bosonica comporta dei problemi. Fondamentalmente, la teoria ha una peculiare instabilità, portando al decadimento dello stesso spazio-tempo. In più, come il nome suggerisce, lo spettro di particelle contiene solo bosoni, particelle come il fotone con spin intero. Sebbene i bosoni siano un ingrediente indispensabile nell'universo, non sono i suoi unici costituenti. Investigando su come una teoria delle stringhe debba includere i fermioni nel suo spettro conduce alla supersimmetria, una relazione matematica tra bosoni e fermioni che è ora un settore di studio indipendente. Le teorie delle stringhe che includono vibrazioni fermioniche sono conosciute come teorie delle superstringhe; ne sono stati descritti parecchi tipi diversi.

Tra il 1984 e il 1986, i fisici compresero che la teoria delle stringhe avrebbe potuto descrivere tutte le particelle elementari e le interazioni tra loro, e centinaia di loro iniziarono a lavorare sulla teoria delle stringhe come l'idea più promettente per unificare la fisica. Questa prima rivoluzione delle superstringhe era iniziata dalla scoperta di un anomalo annullamento nella teoria delle stringhe di tipo I da parte di Michael Green e John Schwarz nel 1984. L'anomalia venne eliminata grazie al meccanismo di Green-Schwarz. Altre inaspettate e rivoluzionarie scoperte, come la stringa eterotica, vennero fatte nel 1985.

Negli anni novanta, Edward Witten e altri trovarono forti prove a dimostrazione che le differenti teorie delle superstringhe sono diversi limiti di una sconosciuta teoria a undici dimensioni chiamata M-teoria. Queste scoperte stimolarono la seconda rivoluzione delle superstringhe. Quando Witten la chiamò M-teoria, non specificò per cosa stesse la M, presumibilmente perché non si sentiva in diritto di denominare una teoria che non era in grado di descrivere interamente. Indovinare per cosa stia la M è diventato una sorta di gioco tra i fisici teorici. La M talvolta viene fatta corrispondere a Mistero, Magia o Madre. Ipotesi più serie includono Matrice o Membrana. Sheldon Glashow ha notato che la M può essere un rovesciamento di W, iniziale di Witten. Altri ipotizzano Mancante, Mostruoso o anche Murky (oscura). Secondo lo stesso Witten, come detto in PBS documentary, basato su "The Elegant Universe" di Brian Greene, la M in M-teoria sta per "magia, mistero, o matrice a piacere."

Alcuni recenti sviluppi nel campo delle D-brane, oggetti che i fisici hanno scoperto, possono anche essere incluse in alcune teorie che comprendono stringhe aperte della teoria delle superstringhe.

Proprietà principali

Teorie delle stringhe

Tipo	Dimensioni	Dettagli
Bosonica	26	Solo bosoni, nessun fermione, quindi solo forze, niente materia, sia stringhe chiuse che aperte; incongruenza maggiore: una particella con massa immaginaria, chiamata tachione
I	10	Supersimmetria tra forze e materia, con stringhe sia aperte che chiuse, nessun tachione, gruppo simmetrico SO(32)
IIA	10	Supersimmetria tra forze e materia, solo stringhe chiuse, nessun tachione, fermioni privi di massa con spin in entrambe le direzioni (non-chirali)
IIB	10	Supersimmetria tra forze e materia, solo stringhe chiuse, nessun tachione, fermioni privi di massa con spin in un'unica direzione (chirali)
HO	10	Supersimmetria tra forze e materia, solo stringhe chiuse, eterotiche, cioè le stringhe che si muovono verso destra differiscono da quelle che si muovono a sinistra, nessun tachione, gruppo simmetrico SO(32)
HE	10	Supersimmetria tra forze e materia, solo stringhe chiuse, eterotiche, cioè le stringhe che si muovono verso destra differiscono da quelle che si muovono a sinistra, nessun tachione, gruppo simmetrico E8×E8

Se da un lato comprendere i dettagli delle teorie delle stringhe e delle superstringhe richiede la conoscenza di una matematica abbastanza sofisticata, alcune proprietà qualitative delle stringhe quantistiche possono essere capite in modo abbastanza intuitivo. Per esempio, le stringhe sono soggette a tensione, più o meno come le tradizionali corde degli strumenti; questa tensione è considerata un parametro fondamentale della teoria. La tensione della stringa è strettamente collegata alla sua dimensione. Si consideri una stringa chiusa ad anello, libera di muoversi nello spazio senza essere soggetta a forze esterne. La sua tensione tenderà a farla contrarre in un anello sempre più stretto. L'intuizione classica suggerisce che essa potrebbe ridursi ad un punto, ma questo contraddirebbe il principio di indeterminazione di Heisenberg. La dimensione caratteristica della stringa sarà quindi determinata dall'equilibrio fra la forza di tensione, che tende a renderla più piccola, e l'effetto di indeterminazione, che tende a mantenerla "allargata".

Di conseguenza, la dimensione minima della stringa deve essere collegata alla sua tensione.

Dualità

Prima degli anni novanta, i teorici delle stringhe credevano ci fossero cinque tipi diversi di superstringhe: tipo I, tipo IIA e tipo IIB, e le due teorie di stringhe eterotiche (SO(32) e E₈×E₈). Si pensava che tra queste cinque teorie candidate, solo una fosse la corretta teoria del tutto, e quella teoria fosse la teoria il cui basso limite energetico, con dieci dimensioni spaziotemporali compattate a quattro, comportava la fisica osservata nel nostro mondo. Ma ora si sa che questa ingenua rappresentazione è sbagliata e che le cinque teorie delle superstringhe sono connesse ad una ulteriore come se fossero ognuna un caso speciale di una qualche teoria più fondamentale. Queste teorie sono collegate da trasformazioni che sono chiamate dualità. Se due teorie sono messe in relazione da una trasformazione di dualità, significa che la prima teoria può essere trasformata in qualche modo così da finire per essere uguale alla seconda teoria. Le due teorie sono dette essere duali nei confronti di un'altra sotto quel tipo di trasformazione.

Queste dualità legano quantità che si pensavano separate. Scale di distanza grandi e piccole, forze d'accoppiamento forti e deboli; queste quantità hanno sempre sottolineato limiti molto distinti nel comportamento di un sistema fisico, sia nei classici campi teorici che nella fisica quantistica delle particelle. Ma le stringhe possono oscurare le differenze tra grande e piccolo, forte e debole e ed è così che cinque teorie in apparenza molto diverse finiscono per essere correlate l'una con l'altra.

Supponendo di essere in uno spazio-tempo in dieci dimensioni, una di queste è temporale e le altre nove sono spaziali. Facendo di una di queste nove dimensioni un cerchio di raggio R, muovendosi in una direzione per una distanza L = 2πR si fa un giro attorno al cerchio e si torna la punto di partenza. Una particella che si muove lungo questo cerchio avrà un momento quantizzato attorno al cerchio, e questo contribuirà alla energia totale della particella. Ma una stringa è molto diversa, perché la stringa può avvolgersi intorno al cerchio. Il numero di volte che la stringa si avviluppa al cerchio è chiamato numero di avvolgimento, anch'esso quantizzato. Ora, la cosa misteriosa, ma straordinaria della teoria delle stringhe è che il momento e il numero di avvolgimento possono essere scambiati finché si scambia anche il raggio R del cerchio con la grandezza $L_{st}^{2}/R$, dove $L_{st}$ è la lunghezza della stringa. Se R è molto più piccolo della lunghezza della stringa, allora la grandezza $L_{st}^{2}/R$ sarà molto grande. Così si cambia la piccola scala di grandezza con quella grande.

Questo tipo di dualità è chiamata T-dualità. La T-dualità relaziona la superstringa di tipo IIA con la superstringa di tipo IIB. Ciò significa che se si prende il tipo IIA e il tipo IIB e li si compatta su un cerchio, invertendo il momento e il numero di avvolgimento e invertendo la scala di distanza, una teoria cambia in un'altra. Vale la stessa regola per le due teorie eterotiche.

Inoltre, ogni forza ha una costante di accoppiamento. Per l'elettromagnetismo, è proporzionale alla radice della carica elettrica. Quando i fisici studiarono il comportamento quantistico dell'elettromagnetismo, non potevano risolvere esattamente l'intera teoria, così la rompevano in piccoli pezzi, ciascuno dei quali potevano risolvere come una differente potenza della costante di accoppiamento. A normali energie nell'elettromagnetismo, la costante è piccola, per cui i primi piccoli pezzi producono con buona approssimazione il valore reale. Ma se la costante cresce, questo metodo di calcolo viene meno.

Questo succede anche nella teoria delle stringhe. Le teorie delle stringhe hanno una costante di accoppiamento. Ma diversamente dalle teorie di particelle, la costante non è solo un numero, ma dipende da una della modalità di oscillazione delle stringhe, chiamata dilatone. Cambiando il campo del dilatone con uno minore, si cambia una costante di accoppiamento elevata con una più piccola. Questa simmetria è chiamata S-dualità. Se due teorie delle stringhe sono relazionate dalla S-dualità, allora una teoria con una forte costante di accoppiamento è uguale ad un'altra teoria con una costante bassa. La teoria con forte costante non può essere compresa per mezzo di un'espansione in una serie, ma la teoria con bassa costante sì. Così se le teorie sono in relazione attraverso la S-dualità, conoscendo la teoria debole, è possibile conoscere anche quella forte.

Le teorie delle superstringhe relazionate dalla S-dualità sono: la teoria di superstringhe di tipo I con la superstringa eterotica SO32, e la teoria di tipo II con sé stessa.

Dimensioni Extra

   La stessa cosa ma di più: Dimensione extra.

Una caratteristica interessante della teoria delle stringhe è che essa predice il numero di dimensioni che l'Universo dovrebbe avere. Né la teoria dell'elettromagnetismo di Maxwell né la teoria della relatività di Einstein dicono nulla sull'argomento: entrambe le teorie richiedono che i fisici inseriscano "a mano" il numero delle dimensioni.

Invece, la teoria delle stringhe consente di calcolare il numero di dimensioni dello spazio-tempo dai suoi principi base. Tecnicamente, questo accade perché il principio di invarianza di Lorentz può essere soddisfatto solo in un certo numero di dimensioni. Più o meno questo equivale a dire che se misuriamo la distanza fra due punti e poi ruotiamo il nostro osservatore di un certo angolo e misuriamo di nuovo, la distanza osservata rimane la stessa solo se l'universo ha un ben preciso numero di dimensioni.

Il solo problema è che quando si esegue questo calcolo, il numero di dimensioni dell'universo non è quattro, come ci si potrebbe attendere (tre assi spaziali e uno temporale), bensì ventisei. Più precisamente, le teorie bosoniche implicano 26 dimensioni, mentre le superstringhe e le teorie-M risultano richiedere 10 o 11 dimensioni. Nelle teorie di stringa bosonica, le 26 dimensioni risultano dall'equazione di Polyakov

$Z=\int D^{F}\left[\rho \left(\xi \right)\right]\exp \left(-{(26-D) \over 12\pi }\int _{\xi }\left[{1 \over 2}{\left(\partial _{a}\rho \right)^{2} \over \rho ^{2}}\right]+\int _{\xi }\mu _{R}^{2}\rho ^{2}\right).$

Una rappresentazione tridimensionale di uno spazio di Calabi-Yau

Comunque, questi modelli sembrano in contraddizione con i fenomeni osservati. I fisici di solito risolvono questo problema in uno dei due diversi modi. Il primo consiste nel compattare le dimensioni extra; cioè, si suppone che le 6 o 7 dimensioni extra producano effetti fisici su un raggio così piccolo da non poter essere rilevate nelle nostre osservazioni sperimentali. Senza aggiungere i flussi, riusciamo ad ottenere la risoluzione del modello a 6 dimensioni con gli spazi di Calabi-Yau. In 7 dimensioni, essi sono chiamati varietà G2 e in 8 varietà Spin(7). In sostanza, queste dimensioni extra vengono matematicamente compattate con successo facendole ripiegare su sé stesse.

Una analogia molto usata per questo è di considerare lo spazio multidimensionale come un tubo di gomma per il giardino. Se guardiamo il tubo da una certa distanza, esso sembra avere una sola dimensione, la sua lunghezza. Questo corrisponde alle quattro dimensioni macroscopiche cui siamo abituati normalmente. Se però ci avviciniamo al tubo, scopriamo che esso ha anche una seconda dimensione, la sua circonferenza. Questa dimensione extra è visibile solo se siamo vicini al tubo, proprio come le dimensioni extra degli spazi di Calabi-Yau sono visibili solo a distanze estremamente piccole, e quindi non sono facilmente osservabili.

(Ovviamente, un normale tubo per il giardino esiste nelle tre dimensioni spaziali, ma per consentire l'analogia si trascura il suo spessore e si considera solo il moto sulla superficie del tubo. Un punto sulla superficie del tubo può essere individuato con due numeri, la distanza da una delle estremità e una distanza sulla circonferenza, proprio come un punto sulla superficie terrestre può essere individuato univocamente dalla latitudine e dalla longitudine. In entrambi i casi, diciamo che l'oggetto ha due dimensioni spaziali. Come la Terra, i tubi da giardino hanno un interno, una regione che richiede una dimensione extra; però, a differenza della Terra, uno spazio di Calabi-Yau non ha un interno).

Un'altra possibilità è che noi siamo bloccati in un sottospazio a "3+1" dimensioni dell'intero universo, ove il 3+1 ci ricorda che il tempo è una dimensione di tipo diverso dallo spazio. Siccome questa idea implica oggetti matematici chiamati D-brane, essa è nota come Teoria Braneworld.

In entrambi i casi la gravità, agendo nelle dimensioni nascoste, produce altre forze non gravitazionali, come l'elettromagnetismo. In linea di principio, quindi, è possibile dedurre la natura di queste dimensioni extra imponendo la congruenza con il modello standard, ma questa non è ancora una possibilità pratica.

Problemi

Verificabilità

A tutt'oggi, la teoria delle stringhe non è verificabile, anche se ci sono aspettative che nuove e più precise misurazioni delle anisotropie della radiazione cosmica di fondo, possano dare le prime conferme indirette. Indubbiamente non è l'unica teoria in sviluppo a soffrire di questa difficoltà; qualunque nuovo sviluppo può passare attraverso una fase di non verificabilità prima di essere definitivamente accettato o respinto.

Come Richard Feynman scrive ne Il carattere della Legge Fisica, il test chiave di una teoria scientifica è verificare se le sue conseguenze sono in accordo con le misurazioni ottenute sperimentalmente. Non importa chi abbia inventato la teoria, "quale sia il suo nome", e neanche quanto la teoria possa essere esteticamente attraente: "se essa non è in accordo con la realtà sperimentale, essa è sbagliata". (Ovviamente, ci possono essere fattori collaterali: qualcosa può essere andato male nell'esperimento, o forse chi stava valutando le conseguenze della teoria ha commesso un errore: tutte queste possibilità devono essere verificate, il che comporta un tempo non trascurabile). Nessuna versione della teoria delle stringhe ha avanzato una previsione che differisca da quelle di altre teorie - almeno, non in una maniera che si possa verificare sperimentalmente. In questo senso, la teoria delle stringhe è ancora in uno "stato larvale": essa possiede molte caratteristiche di interesse matematico, e può davvero diventare estremamente importante per la nostra comprensione dell'Universo, ma richiede ulteriori sviluppi prima di poter diventare verificabile. Questi sviluppi possono essere nella teoria stessa, come nuovi metodi per eseguire i calcoli e derivare le predizioni, o possono consistere in progressi nelle scienze sperimentali, che possono rendere misurabili quantità che al momento non lo sono.

Si potrebbe tuttavia verificare la veridicità della teoria indirettamente analizzando i gravitoni. Gli attuali acceleratori di particelle non sono in grado di tracciare il momento in cui un gravitone sfugge per passare a una brana vicina. Forse LHC, il nuovo acceleratore in costruzione a Ginevra, potrà darci nuove risposte.

Falsificabilità

Considerare la teoria sotto il solo profilo della sua verificabilità, è comunque estremamente riduttivo ed apre il campo ad una serie di problemi. Non è infatti sufficiente l'accordo con i dati sperimentali per conferire lo status di teoria scientifica. Tutte le mere descrizioni di un fenomeno (sofisticastissime o banalissime come: "il sole sorge ogni mattina") sono in accordo con i dati sperimentali, e forniscono anche previsioni verificabili, ma senza essere per questo considerate teorie scientifiche.

Uno dei caratteri fondamentali di una teoria scientifica è invece il requisito popperiano della falsificabilità cioè della capacità di produrre almeno un enunciato da cui dipenda l'intera teoria e questo potrebbe essere problematico se si considera la teoria delle stringhe solo come teoria di grande unificazione. La teoria delle stringhe invece ha dato delle predizioni ben precise tramite la corrispondenza AdS/CFT sulla viscosità dei fluidi fortemente accoppiati che sono in fantastico accordo con i dati sperimentali osservati a RHIC.

Un catalogo (pressoché) infinito di universi possibili

Da un punto di vista più matematico, un altro problema è che la maggior parte della teoria delle stringhe è ancora formulata mediante l'utilizzo di metodi matematici perturbativi.
Potrebbe sembrare un problema da poco dal momento che anche la trattabilità di moltissimi problemi di una teoria di sicuro successo come la teoria quantistica dei campi è legata all'uso di metodi perturbativi.

Ma nella teoria delle stringhe i metodi perturbativi comportano un così alto grado di approssimazione che la teoria non è in grado di identificare quali degli spazi di Calabi-Yau siano candidati a descrivere il nostro universo. La conseguenza è che essa non descrive un solo universo, ma qualcosa come 10⁵⁰⁰ universi (un numero inimmaginabile!), ciascuno dei quali può avere diverse leggi fisiche e costanti.
Sebbene le tecniche non-perturbative siano considerevolmente progredite, manca tuttavia una completa trattazione non-perturbativa della teoria.

In realtà ammettere 10⁵⁰⁰ vuoti diversi non solo non è un problema, ma anzi permette l'unico meccanismo noto al momento per spiegare il valore attuale della costante cosmologica seguendo un'idea di Steven Weinberg. Inoltre, un valore molto grande di vuoti diversi è tipico di qualunque tipo di materia accoppiata alla gravità e si ottiene anche quando si accoppia il modello standard.

Possibili Test

L'uomo non possiede la tecnologia per osservare le stringhe, in quanto dai modelli matematici dovrebbero avere dimensioni intorno alla lunghezza di Planck, circa 10^-35 metri. Le concentrazioni di energia richieste a tali dimensioni sembrano definitivamente fuori dalla portata di qualsiasi strumento attuale o futuro.

Anisotropie nel fondo cosmico e stringhe cosmiche

Potremmo alla fine essere in grado di osservare le stringhe in maniera significativa, o almeno ottenere informazioni sostanziali osservando fenomeni cosmologici che possano chiarire gli aspetti della fisica delle stringhe. In particolare, visti i dati dell'esperimento WMAP, si suppone che gli esperimenti del satellite Planck dovrebbero far luce sulle condizioni iniziali dell'Universo, misurando con estrema precisione le anisotropie del fondo a microonde.

Nei primi anni 2000 i teorici delle stringhe hanno riportato in auge un vecchio concetto: la stringa cosmica. Le stringhe cosmiche, originariamente introdotte negli anni ottanta, sono oggetti differenti da quelli delle teorie delle superstringhe. Per alcuni anni le stringhe cosmiche sono state un modello molto in voga per spiegare vari fenomeni cosmici, come ad esempio la formazione delle galassie nelle prime epoche dell'universo. Ma esperimenti successivi — ed in particolare più precise misurazioni della radiazione cosmica di fondo — non sono stati in grado di confermare le ipotesi del modello delle stringhe cosmiche che per questo motivo fu abbandonato. Alcuni anni più tardi è stato osservato che l'universo in espansione può aver "stirato" una stringa "fondamentale" (del tipo che viene ipotizzato nella teoria delle superstringhe) fino ad allungarla a dimensioni macroscopiche. Una stringa così allungata può assumere molte delle proprietà della stringa del "vecchio" tipo, rendendo attuali ed utili i precedenti calcoli. Inoltre le moderne teorie delle superstringhe ipotizzano altri oggetti che potrebbero facilmente essere interpretati come stringhe cosmiche, ad esempio le D1-brane (dette anche D-stringhe) monodimensionali fortemente allungate. Come fa notare il fisico teorico Tom Kibble "i cosmologi delle teorie delle stringhe hanno scoperto stringhe cosmiche rovistando in ogni dove nel sottobosco". Le precedenti proposte metodologiche per ricercare le stringhe cosmiche possono essere ora utilizzate per investigare la teoria delle superstringhe. Ad esempio gli astronomi hanno anche riscontri numerosi di cosa potrebbe essere la lente gravitazionale indotta da stringhe.

Superstringhe, D-brane ed altri tipi di stringhe stirate fino alla scala intergalattica emettono onde gravitazionali che potrebbero essere rilevate utilizzando esperimenti del tipo LIGO. Esse possono anche provocare lievi irregolarità nella radiazione cosmica di fondo ancora impossibili da rilevare ma probabilmente osservabili in un prossimo futuro.

Sebbene intriganti, queste prospettive cosmologiche sono carenti sotto un punto di vista: come precedentemente detto, la verifica sperimentale di una teoria richiede che i test siano in grado, in via di principio, di "rendere falsa" la teoria stessa. Per esempio, se si osservasse che il Sole durante un'eclissi solare non deflette la luce a causa della sua interazione gravitazionale, la teoria della relatività generale di Einstein sarebbe dimostrata erronea (naturalmente escludendo la possibilità di un errore nell'esperimento). Il fatto di non trovare stringhe cosmiche non dimostrerebbe che la teoria delle stringhe è fondamentalmente sbagliata ma solo che è sbagliata l'idea specifica di una stringa fortemente allungata a livello cosmico. Sebbene si possano fare, in via teorica, numerose misurazioni che dimostrino che la teoria delle stringhe è valida, fino ad ora gli scienziati non hanno escogitato dei "test" rigorosi.

Particelle a carica elettrica frazionaria

Alcuni dei modelli di spazi di Calabi-Yau prevedono la possibile esistenza di particelle dotate di carica elettrica frazionaria, secondo rapporti diversi da quelli finora attribuiti alle cariche quark e antiquark.
L'osservazione futura di tali particelle potrebbe essere una traccia della validità della teoria, sebbene non decisiva, visto che la sua eventuale fondatezza rimane compatibile anche con l'inesistenza di tali cariche frazionarie.

Il Large Hadron Collider a caccia di stringhe

Nel gennaio 2007 ricercatori dell'Università della California a San Diego, della Carnegie Mellon University e della Università del Texas a Austin hanno sviluppato un test per la teoria delle stringhe. Il test si basa sulla misura della diffusione dei bosoni W quando vengono fatti collidere con opportuni bersagli e dovrebbe essere svolto all'interno del Large Hadron Collider l'unico acceleratore di particelle in grado di fornire l'energia necessaria per l'esperimento.

Critiche

Alain Connes ha elaborato un modello matematico che rigetta la teoria delle stringhe, e opera una sintesi fra relatività generale e meccanica quantistica, per descrivere lo spazio-tempo e l'universo.

Secondo altri fisici, la geometria non commutativa di Connes descrive bene lo spazio-tempo, predice la presenza di indeterminazione di Heisenberg, quando si misurino le coordinate di un evento, confermata anche dalla relatività generale dalla meccanica quantistica.

La teoria di Connes prevede un bosone di Higgs di massa 170 Gev, già escluso dai dati sperimentali.

Lee Smolin , autorevole scienziato con notevole competenza della materia, in un suo libro del 2006 titolato in Italia "L'universo senza stringhe. Fortuna di una teoria e turbamenti della scienza" (titolo originale "The Trouble with Physics." ) ha esposto con dovizia di particolari scientifici, storici e sociologici la tesi secondo cui con tutta probabilità la teoria delle stringhe ha fallito rispetto alle aspettative di essere una teoria del tutto.

In sintesi, la teoria delle stringhe si è dissolta in un "paesaggio di teorie", un numero immenso Template:Cn di teorie differenti ciascuna descrittiva di un universo a se stante. Nessuna di queste teorie, quantomeno il sottoinsieme riferibile ad un universo quale il nostro, dotato di costante cosmologica positiva (vedi materia oscura ), sembra in grado di prevedere nuovi fenomeni, o di essere semplicemente falsificabile tramite un qualsiasi esperimento non descrivibile da un'altra teoria.

Fisici che hanno contribuito in modo rilevante alla teoria

Moltissimi fisici di altissimo livello hanno contribuito alla nascita e allo sviluppo della teoria delle stringhe. Tra loro due vincitori del Premio Nobel, molti vincitori del Premio Dirac (il più prestigioso premio per la fisica teorica) e del Premio Heineman per la Fisica. E. Witten è anche vincitore della Medaglia Fields, l'equivalente del premio Nobel per la matematica.

• Sergio Ferrara (Premio Dirac 1993, Premio Heineman 2006)
• Daniel Freedman (Premio Dirac 1993, Premio Heineman 2006)
• Michael B. Green (Premio Dirac 1989, Premio Heineman 2002)
• David J. Gross (Premio Dirac 1988, Premio Nobel 2004)
• Andrei Linde (Premio Dirac 2002)
• Juan Martín Maldacena (Premio Heineman 2007, Premio Dirac 2008)
• Yoichiro Nambu (Medaglia Dirac 1986, Premio Nobel 2008)
• Joseph Polchinski (Premio Heineman 2007, Premio Dirac 2008)
• John Schwarz (Premio Dirac 1989, Premio Heineman 2002)
• Nathan Seiberg (Premio Heineman 1998)
• Andrew Strominger
• Leonard Susskind
• Cumrun Vafa (Premio Dirac 2008)
• Peter van Nieuwenhuizen (Premio Dirac 1993, Premio Heineman 2006)
• Gabriele Veneziano (Premio Heineman 2004)
• Edward Witten (Premio Dirac 1985, Medaglia Fields 1990, Premio Heineman 1998)
• Shing-Tung Yau (Medaglia Fields 1982)

Bibliografia

Testi divulgativi

• Particelle,stringhe e altro di Warren Siegel, Di Renzo Editore (2008), ISBN 88-8323-204-6.
• L'Universo Elegante di Brian Greene, Einaudi (2000), ISBN 88-06-15523-7.
• La Trama del Cosmo di Brian Greene, Einaudi (2004), ISBN 88-06-18091-6
• La Materia-Specchio di Robert Foot, Macro Edizioni (2005) ISBN 88-7507-448-8
• Un Universo Diverso di Robert Laughlin, Codice Edizioni (2006) ISBN 88-7578-033-1
• Il Cervello Quantico di Jeffrey Satinover, Macro Edizioni (2002) ISBN 88-7507-408-9
• Il Giardino delle Particelle di Gordon Kane, Tea Edizioni (1997) ISBN 88-502-0125-7
• Il Paesaggio Cosmico: Dalla teoria delle stringhe al megaverso di Leonard Susskind, Adelphi (2006), ISBN 88-459-2153-0
• Neanche sbagliata. Il fallimento della teoria delle stringhe e la corsa all'unificazione delle leggi della fisica. di Peter Woit, Codice Edizioni, (2007) ISBN 88-7578-072-2
• Rischiare con Dio (dopo Einstein) di Antonino Palumbo, Edizioni Scientifiche Italiane, (2006), ISBN 88-495-1257-0
• L'Unificazione della Conoscenza di Antonino Palumbo, Edizioni Scientifiche Italiane, (2008), ISBN 978-88-495-1745-3

Manuali

• Michael Green, John Schwarz and Edward Witten, Superstring theory, Cambridge University Press (1987). Il libro di testo originale.
  • Vol. 1: Introduction, ISBN 0-521-35752-7.
  • Vol. 2: Loop amplitudes, anomalies and phenomenology, ISBN 0-521-35753-5.
• Johnson, Clifford, D-branes, Cambridge University Press (2003). ISBN 0-521-80912-6.
• Joseph Polchinski, String Theory, Cambridge University Press (1998). Un testo moderno.
  • Vol. 1: An introduction to the bosonic string, ISBN 0-521-63303-6.
  • Vol. 2: Superstring theory and beyond, ISBN 0-521-63304-4.
• Zwiebach, Barton. A First Course in String Theory. Cambridge University Press (2004). ISBN 0-521-83143-1. Sono disponibili correzioni online.

Voci correlate

• Computer quantistico
• AdS/CFT
• D-brane
• Gravità quantistica
• Gravità quantistica a loop
• Gravitone
• K-teoria ritorta
• Principio di indeterminazione di Heisenberg
• Supergravità
• Supersimmetria
• Teoria del campo conforme
• Teoria del tutto
• Teoria delle superstringhe
• Teoria di Kaluza-Klein
• M-teoria
• Teoria F

Collegamenti esterni

• Tutto sulle stringhe (incluso un test di autovalutazione) in ScienzaPerTutti
• (EN) The Official String Theory Web Site - Ottimo sito di divulgazione, contiene anche un apparato matematico utile agli esperti
• (EN) PLANCK Home page
• (EN) Risultati del WMAP
• (EN) Superstringtheory.com - Guida online.
• (EN) Beyond String Theory - Progetto in corso che spiega molti aspetti della teoria delle stringhe e gli argomenti correlati.
• (EN) The Elegant Universe - Documentario NOVA di Brian Greene. Varie immagini, testi, video ed animazioni sulla teoria delle stringhe.
• (EN) The Symphony of Everything: a short interactive introduction to string theory.
• (EN) "Cosmic strings reborn?" di Tom Kibble, conferenza del September 2004.
• (EN) SCI.physics.STRINGS - La home page di un newsgroup dedicato alla teoria delle stringhe.
• (EN) Resource Letter - Una buona guida per studenti alla letteratura sulla teoria delle stringhe.
• (EN) Superstrings! String Theory Home Page - Tutorial online.
• (EN) A popular blog on string theory
• (EN) Is string theory even wrong? - Critica alla teoria delle stringhe.

Vero dicono PT.2

L'atomo
Proprietà
Massa: da ≈ 1,67 × 10−27 a 4,52 × 10−25 kg Carica elettrica: zero (quando numero di elettroni e protoni si equivalgono) Diametro: da 100 pm (He) a 670 pm (Cs) [2]

L'atomo (dal greco Template:Polytonic - àtomos -, indivisibile, unione di Template:Polytonic - a - [alfa privativo] + Template:Polytonic - tomé - [divisione], così chiamato perché inizialmente considerato l'unità più piccola ed indivisibile della materia, risalente alla dottrina dei filosofi greci Leucippo, Democrito ed Epicuro, detta teoria dell'atomismo) è la più piccola parte di ogni elemento esistente in natura che ne conserva le caratteristiche chimiche. Verso la fine dell'Ottocento (con la scoperta dell'elettrone) fu dimostrato che l'atomo era divisibile, essendo a sua volta composto da particelle più piccole (alle quali ci si riferisce con il termine "subatomiche"). L'atomo risulta infatti costituito da neutroni, elettroni e protoni.

La teoria atomica è la teoria sulla natura della materia che afferma che tutta la materia sia costituita da unità elementari chiamati atomi.

La teoria atomica si applica agli stati della materia solido, liquido e gassoso, mentre è difficilmente correlabile allo stato plasmico, in cui elevati volumi di pressione e temperatura impediscono la formazione di atomi.

Storia

Il modello atomico oggi riconosciuto è l'ultima tappa di una serie di ipotesi che sono state avanzate nel tempo.

Atomismo

I diversi ordini di grandezza della materia:
1. Materia (macroscopico)
2.Struttura molecolare (atomi)
3.Atomo (neutrone, protone, elettrone)
4.Elettrone
5.Quark
6.Stringhe

Già dal IV secolo a.C. alcuni filosofi greci (Leucippo, Epicuro e Democrito) e romani (Tito Lucrezio Caro), ipotizzarono che la materia non fosse continua, ma costituita da particelle minuscole e indivisibili, fondando così la "teoria atomica"; questa corrente filosofica fondata da Leucippo venne chiamata "atomismo". Si supponeva che i diversi "atomi" fossero differenti per forma e dimensioni.

Democrito, nel IV secolo a.C., propose la "teoria atomica", secondo la quale la materia è costituita da minuscole particelle, diverse tra loro, chiamate atomi, la cui unione dà origine a tutte le sostanze conosciute. Queste particelle erano la più piccola entità e non potevano essere ulteriormente divise; per questo erano chiamate atomi (da ὰτωμος, in greco "indivisibile"). In contrasto con questa teoria, Aristotele, nello stesso periodo, nella teoria della continuità della materia, sostenne che una sostanza può essere suddivisa all'infinito in particelle sempre più piccole e uguali tra loro. Queste ipotesi rimasero tali in quanto non suffragate da un approccio scientifico e da metodologie basate sull'osservazione e sull'esperimento.

Il corpuscolarismo è il postulato del XIII secolo dell'alchimista Geber, secondo il quale tutti i corpi fisici posseggono uno strato interno ed esterno di particelle minuscole. La differenza con l'atomismo è che i corpuscoli possono essere divisi. Veniva per questo teorizzato che il Mercurio potesse penetrare nei metalli modificandone la struttura interna. Il corpuscolarismo rimase la teoria dominante per i secoli successivi. Ripresa da Descartes, tale teoria servì anche come base a Isaac Newton per sviluppare la teoria corpuscolare della luce.

Origine del modello scientifico

Vari atomi e molecole rappresentati nella prima pagina di "A New System of Chemical Philosophy", di John Dalton, pubblicato nel 1808.

Solo all'inizio del XIX secolo (più precisamente nel 1808) John Dalton rielaborò e ripropose la teoria di Democrito fondando la teoria atomica moderna, con la quale diede una spiegazione ai fenomeni chimici, affermando che le sostanze sono formate dai loro componenti secondo rapporti ben precisi fra numeri interi (legge delle proporzioni multiple), ipotizzando quindi che la materia fosse costituita da atomi. Nel corso dei suoi studi, Dalton si avvalse delle conoscenze chimiche che possedeva (la legge della conservazione della massa, formulata da Antoine Lavoisier, e la legge delle proporzioni definite, formulata da Joseph Louis Proust) e formulò la sua teoria atomica, che espose nel libro A New System of Chemical Philosophy (pubblicato nel 1808). La teoria atomica di Dalton si fondava su cinque punti:

• la materia è formata da piccolissime particelle elementari chiamate atomi, che sono indivisibili e indistruttibili;
• gli atomi di uno stesso elemento sono tutti uguali tra loro;
• gli atomi di elementi diversi si combinano tra loro (attraverso reazioni chimiche) in rapporti di numeri interi e generalmente piccoli, dando così origine a composti;
• gli atomi non possono essere né creati né distrutti;
• gli atomi di un elemento non possono essere convertiti in atomi di altri elementi.

In definitiva questa è la definizione di atomo per Dalton: "Un atomo è la più piccola parte di un elemento che mantiene le caratteristiche fisiche di quell'elemento".

Questa viene considerata la prima teoria atomica della materia perché per primo Dalton ricavò le sue ipotesi per via empirica.

I primi modelli atomici

L'esperimento di Rutherford: poche particelle alfa vengono deflesse dal campo elettrico del nucleo, la maggior parte di esse attraversa lo spazio vuoto dell'atomo.

L'atomo di Rutherford, con un nucleo formato da protoni (rossi) e neutroni (verdi) e con degli elettroni (blu) che gli orbitano intorno con orbite precise.

Con la scoperta della radioattività naturale, si intuì successivamente che gli atomi non erano particelle indivisibili, bensì erano oggetti composti da parti più piccole. Nel 1902, Joseph John Thomson propose il primo modello fisico dell'atomo: aveva infatti provato un anno prima l'esistenza dell'elettrone. Egli immaginò che un atomo fosse costituito da una sfera fluida di materia caricata positivamente (protoni e neutroni non erano stati ancora scoperti) in cui gli elettroni (negativi) erano immersi (modello a panettone, in inglese plum pudding model), rendendo neutro l'atomo nel suo complesso.

Questo modello fu superato quando furono scoperte da Ernest Rutherford le particelle che formano il nucleo dell'atomo: il protone (dotato di carica positiva) e il neutrone (privo di carica elettrica). Nel 1911 Rutherford fece un esperimento cruciale, con lo scopo di convalidare il modello di Thomson. Egli bombardò un sottilissimo foglio di oro, posto fra una sorgente di particelle alfa e uno schermo. Le particelle, attraversando la lamina, lasciarono una traccia del loro passaggio sullo schermo. L'esperimento portò alla constatazione che i raggi alfa non venivano quasi mai deviati; solo l'1% dei raggi incidenti era deviato considerevolmente dal foglio di oro (alcuni venivano completamente respinti).
Sulla base di questo fondamentale esperimento, Rutherford propose un modello di atomo in cui quasi tutta la massa dell'atomo fosse concentrata in una porzione molto piccola, il nucleo (caricato positivamente) e gli elettroni gli ruotassero attorno così come i pianeti ruotano attorno al Sole (modello planetario). L'atomo era comunque largamente composto da spazio vuoto, e questo spiegava il perché del passaggio della maggior parte delle particelle alfa attraverso la lamina. Il nucleo è così concentrato che gli elettroni gli ruotano attorno a distanze relativamente enormi, aventi un diametro da 10.000 a 100.000 volte maggiore di quello del nucleo. Rutherford intuì che i protoni da soli non bastavano a giustificare tutta la massa del nucleo e formulò l'ipotesi dell'esistenza di altre particelle, che contribuissero a formare l'intera massa del nucleo. Nel modello atomico di Rutherford non compaiono i neutroni, perché queste particelle furono successivamente scoperte da Chadwick nel 1932.

Il modello di Rutherford aveva incontrato una palese contraddizione con le leggi della fisica classica: secondo la teoria elettromagnetica, una carica che subisce una accelerazione emette energia sotto forma di radiazione elettromagnetica. Per questo motivo, gli elettroni dell'atomo di Rutherford, che si muovono di moto circolare intorno al nucleo, avrebbero dovuto emettere onde elettromagnetiche e quindi, perdendo energia, annichilire nel nucleo stesso (teoria del collasso), cosa che evidentemente non accade. Inoltre un elettrone, nel perdere energia, potrebbe emettere onde elettromagnetiche di qualsiasi lunghezza d'onda, operazione preclusa nella teoria e nella pratica dagli studi sul corpo nero di Max Planck (e successivamente di Albert Einstein). Solo la presenza di livelli di energia quantizzati per quanto riguarda gli stati degli elettroni poteva spiegare i risultati sperimentali: la stabilità degli atomi rientra nelle proprietà spiegabili mediante la meccanica quantistica.

Bohr e la meccanica ondulatoria: l'atomo oggi

   La stessa cosa ma di più: modello atomico di Bohr, orbitale, equazione di Schrödinger.

Nel 1913 Niels Bohr propose una modifica concettuale al modello di Rutherford. Pur accettandone l'idea di modello planetario, postulò che gli elettroni avessero a disposizione orbite fisse, dette anche "orbite quantizzate", queste orbite possedevano un'energia quantizzata (ossia un'energia già prestabilita identificata da un numero detto numero quantico principale N) nelle quali gli elettroni non emettevano né assorbivano energia (questa infatti rimaneva costante): in particolare, un elettrone emetteva o assorbiva energia sotto forma di onde elettromagnetiche solo se effettuava una transizione da un'orbita all'altra, e quindi passava ad uno stato a energia minore o maggiore. Ciò nonostante, il modello di Bohr-Sommerfeld si basava ancora su postulati e soprattutto funzionava bene solo per l'idrogeno: tutto ciò, alla luce anche del principio di indeterminazione introdotto da Heisenberg nel 1927, convinse la comunità scientifica che fosse impossibile descrivere esattamente il moto degli elettroni attorno al nucleo, motivo per cui ai modelli deterministici fino ad allora proposti si preferì ricercare un modello probabilistico, che descrivesse con buona approssimazione qualsiasi atomo. Ciò fu reso possibile grazie ai successivi risultati della meccanica ondulatoria. Nel 1932 fu scoperto il neutrone, per cui si pervenne presto ad un modello dell'atomo pressoché completo, in cui al centro vi è il nucleo, composto di protoni (elettricamente positivi) e neutroni (elettricamente neutri) ed attorno ruotano gli elettroni (elettricamente negativi).

Fu abbandonato il concetto di orbita e fu introdotto il concetto di orbitale. Secondo la meccanica quantistica non ha più senso infatti parlare di traiettoria di una particella: da ciò discende che non si può neanche definire con certezza dove un elettrone si trova in un dato momento. Ciò che si poteva conoscere era la probabilità di trovare l'elettrone in un certo punto dello spazio in un dato istante di tempo. Un orbitale quindi non è una traiettoria su cui un elettrone (secondo le idee della fisica classica) poteva muoversi, bensì una porzione di spazio intorno al nucleo definita da una superficie di equiprobabilità, ossia entro la quale c'è il 95% della probabilità che un elettrone vi si trovi. In termini più rigorosi, un orbitale è definito da una particolare funzione d'onda, l'equazione di Schrödinger, in tre variabili, i numeri quantici, ciascuna delle quali è associata rispettivamente all'energia, alla forma e all'orientamento nello spazio dell'orbitale. Fu Erwin Schrödinger (scopritore dell'Equazione di Schrödinger, per cui ha vinto il premio nobel per la fisica nel 1933) a ipotizzare la struttura dell'atomo come costituita da un nucleo centrale carico di energia positiva circondato da una nuvola di elettroni.

Alla luce delle ultime ricerche, sfruttando sofisticate e potenti apparecchiature elettroniche, è stato possibile determinare in modo più completo anche la struttura del nucleo. In particolare si è scoperto che i protoni e i neutroni sono a loro volta formati da particelle più piccole: i quark.

Componenti

In particolare, l'atomo è composto da un nucleo carico positivamente e da un numero di elettroni, carichi negativamente, che gli ruotano attorno senza un'orbita precisa (l'elettrone si dice quindi "delocalizzato"), nei cosiddetti "gusci elettronici". Il nucleo è composto da protoni, che sono particelle cariche positivamente e da neutroni, che sono particelle prive di carica: protoni e neutroni sono detti nucleoni. In proporzione, se il nucleo atomico fosse grande quanto una mela, gli elettroni gli ruoterebbero attorno ad una distanza pari a circa un chilometro; un nucleone ha massa quasi 1800 volte superiore a quella di un elettrone.

La tabella seguente riassume alcune caratteristiche delle tre particelle subatomiche anzidette:

Particella	Simbolo	Carica	Massa	Note
Elettrone	e-	-1,6 × 10−19 C	9,1093826 × 10−31 kg (0,51099 891 MeV/c²)	Scoperto da Thomson in base alle esperienze sui raggi catodici di William Crookes. Con l'esperimento della goccia d'olio Millikan ne determinò la carica.
Protone	p+	1,6 × 10−19 C	1,6726231 × 10−27 kg (9,3828 × 102 MeV/c²)	Scoperto da Ernest Rutherford con l'esperimento dei raggi alfa, la sua esistenza fu ipotizzata già da Eugene Goldstein, lavorando con i raggi catodici.
Neutrone	n	0 C	1,674 927 29(28) × 10−27 kg (9,39565 560(81) × 102 MeV/c²)	Scoperto da James Chadwick, la sua esistenza fu desunta a partire da contraddizioni studiate prima da Walther Bothe, poi da Irène Joliot-Curie e Frédéric Joliot.

Rappresentazione schematica di un atomo di elio.
Attorno al nucleo, composto da due neutroni (in verde) e due protoni (in rosso), ruotano gli elettroni (in giallo).

Si definiscono due quantità per identificare ogni atomo:

• Numero di massa (A): la somma del numero di neutroni e protoni nel nucleo
• Numero atomico (Z): il numero dei protoni nel nucleo, che, allo stato neutro, corrisponde al numero di elettroni esterni ad esso.

Per ricavare il numero dei neutroni si sottrae al numero di massa il numero atomico

Esiste una grandezza che ne quantifica la massa, definita peso atomico (più correttamente "massa atomica"), espresso nel SI in unità di massa atomica (o uma), dove una unità di massa atomica equivale alla dodicesima parte della massa di un atomo di carbonio-12 (¹²C). Il numero degli elettroni che ruotano attorno al nucleo è uguale al numero dei protoni nel nucleo: essendo le predette cariche di valore assoluto uguale, un atomo è normalmente elettricamente neutro e pertanto la materia è normalmente elettricamente neutra. Tuttavia esistono atomi che perdono o acquistano elettroni, ad esempio in virtù di una reazione chimica: la specie che ne deriva si chiama ione; gli ioni possono essere quindi di carica positiva o negativa.

Gli atomi aventi lo stesso numero atomico hanno le stesse proprietà chimiche: si è dunque convenuto a definirli appartenenti allo stesso elemento.

Due atomi possono differire anche nell'avere numero atomico uguale ma diverso numero di massa: simili atomi sono detti isotopi ed hanno medesime proprietà chimiche. Ad esempio l'atomo di idrogeno ha più isotopi: in natura infatti esso è presente in grande maggioranza come ¹H (formato da un protone ed un elettrone) e in minore quantità da ²H (o deuterio, che è formato da un protone, un neutrone ed un elettrone) e ³H (o trizio, estremamente raro, formato da un protone, due neutroni ed un elettrone). Dal punto di vista chimico, idrogeno, deuterio e trizio presentano identiche proprietà, anche se recenti ricerche stanno rivelando una maggiore instabilità del deuterio nei composti.

Proprietà

Massa

Poiché la parte principale della massa di un atomo deriva dai protoni e neutroni, la massa totale di tali particelle in un atomo è chiamato numero di massa. Spesso come unità di massa atomica si usa la dodicesima parte della massa di un atomo di carbonio-12 (¹²C); tale unità è chiamata Dalton :(Da) e vale approssimativamente Template:Exp kg.

Dimensione atomica

Gli atomi non hanno un limite ben definito, per questa ragione le dimensioni sono normalmente descritte in termini delle distanze che i nuclei hanno quando due atomi sono uniti in un legame chimico. Per questa ragione il raggio varia con la posizione degli atomi nella tavola periodica degli elementi, il tipo di legame chimico, il numero di atomi vicini (il numero di coordinazione) e persino lo spin. Nella tavola periodica degli elementi la dimensione degli atomi tende ad aumentare quando ci si muove in basso lungo le colonne, mentre diminuisce andando da sinistra a destra. Di conseguenza l'atomo più piccolo è l'elio con un raggio di 32 pm, mentre uno degli elementi più grandi è il cesio con 225 pm di raggio. Queste dimensioni sono migliaia di volte più piccole della lunghezza d'onda della luce (400 – 700 nm) per questa ragione non possono essere visti con un microscopio ottico. Mentre possono essere visti con microscopi elettronici a trasmissione (TEM) o microscopi tunnel a scansione.

Alcuni esempi mostrano la piccola dimensione di un atomo. Il diametro di un tipico capello umano corrisponde a circa un milione di atomi di carbonio in fila. Una goccia d'acqua contiene Template:Exp atomi di ossigeno e Template:Exp atomi di idrogeno. Se una mela diventasse della dimensione della terra, gli atomi nella mela sarebbero approssimativamente delle dimensioni della mela originale.

Bibliografia

• Template:Cita libro
• Template:Cita libro

Voci correlate

• Elettrone
• Protone
• Neutrone
• Quark
• Numero di Avogadro
• Storia della chimica
• Atomo di Bohr
• Atomismo
• Particella elementare
• Superatomo

Altri progetti

Vero Dicono PT.3

Charles Darwin

Template:Bio Pubblicò la sua teoria sull'evoluzione delle specie nel libro L'origine delle specie (1859), che è rimasto il suo lavoro più noto. Raccolse molti dei dati su cui basò la sua teoria durante un viaggio intorno al mondo sulla nave HMS Beagle, e in particolare durante la sua sosta alle Isole Galápagos.

La vita

Charles Darwin in un ritratto ad acquerello di George Richmond sul finire degli anni trenta del XIX secolo

Nacque a Shrewsbury, in Inghilterra, quinto dei sei figli di Robert Darwin, medico generico del paese con una positiva carriera professionale, e Susannah Wedgwood; era nipote di Erasmus Darwin e Josiah Wedgwood.

La gioventù e la formazione scolastica

Darwin a 7 anni nel 1816

Da scolaro lesse il libro The Natural History of Selburne, testo diffuso in quel tempo, contenente le osservazioni di campagna scritte dal naturalista Gilbert White, considerato uno dei padri fondatori della storia naturale. Darwin ne restò affascinato ed iniziò a collezionare insetti, rocce e minerali, ad osservare gli uccelli dei dintorni del paese ed a praticare la caccia.

Nel 1818, terminate le scuole primarie, fu ammesso alla rinomata scuola del dottor Butler a Shrewsbury, dove mostrò maggiore interesse per la geometria e la matematica, trascurando lo studio dei classici antichi, che non riuscivano a coinvolgerlo pienamente. Nel tempo libero collezionava uova di uccelli, insetti e assieme al fratello Erasmus eseguiva esperimenti chimici nel capanno degli attrezzi, nel giardino della loro casa: luogo in cui i due fratelli erano stati relegati dal padre, che non sopportava gli odori nauseabondi prodotti dagli stessi esperimenti. Si ritrovò, grazie a tale attività, col soprannome di Gas.

Nel 1825, due anni prima di completare gli studi, all'età di sedici anni, fu iscritto dal padre all'università di Edimburgo, presso la facoltà di Medicina. Il suo disgusto per la dissezione e la rozzezza della chirurgia del tempo lo portarono ad abbandonare la Scuola di Medicina nel 1827, senza laurearsi. Durante il suo soggiorno ad Edimburgo, Charles seguì anche le letture di ornitologia di Audubon e trovava modo di imbarcarsi in mare con i pescatori di ostriche di Newhaven e compiere ricerche negli stagni locali, che gli fruttarono la sua prima relazione scientifica di fronte ad una società studentesca, la Plinian Society. Nello stesso periodo Darwin conobbe lo zoologo lamarkiano Robert Edmund Grant, il quale aveva letto anche le opere del nonno Erasmus, in particolare il trattato Zoonomia, ed esercitò una notevole influenza sulla formazione scientifica di Charles.

La firma di Darwin

Cambridge

Il padre, deluso degli insuccessi negli studi di medicina e preoccupato per il suo futuro, lo spedì nel 1828 nel Christ's College a Cambridge, sperando in una sua carriera ecclesiastica. A Cambridge, Darwin fu fortemente influenzato da personalità scientifiche quali William Whewell e il biologo, botanico ed entomologo John Stevens Henslow. Questa esperienza, unitamente all'interesse per le collezioni di coleotteri, che raccoglieva durante le sue frequenti escursioni in campagna, lo indirizzò verso la storia naturale, incoraggiato anche da suo cugino William Darwin Fox. Riguardo agli studi, se da un lato studiava lo stretto necessario per superare gli esami del suo corso universitario, dall'altro leggeva i libri dei biologi naturalisti dell'epoca, fra cui Herschel e quelli del biologo naturalista esploratore Alexander von Humboldt. Darwin, durante gli anni trascorsi a Cambridge studiò Teologia diplomandosi con relativa pace del padre, ma nel contempo si iscrisse anche alla facoltà di Biologia, diplomandosi in Zoologia e Botanica, si dedicò anche ad uno studio della Geologia, sebbene con meno interesse, rispetto le discipline biologiche. Nell'estate del 1831, terminati gli studi e superati gli esami finali, accompagnò il grande geologo Adam Sedgwick in un'escursione nel Galles del nord, dove fece un'interessante esperienza sul campo di rilievi stratigrafici.

Il viaggio sul Beagle

Terminato questo lavoro nel Galles, il giovane fu raccomandato da Henslow come accompagnatore di Robert Fitzroy, capitano della nave Beagle che era in partenza per una spedizione cartografica di cinque anni attorno alle coste del Sud America. Nel lungo periodo trascorso tra mari e terre, egli ebbe modo di sviluppare quelle capacità osservative e analitiche che gli hanno reso possibile la formulazione di un principio biologico rivoluzionario apparentemente contro intuitivo, ma che doveva rivelarsi l'unico modo veramente scientifico di interpretare le dislocazioni e le varietà delle specie viventi nei differenti contesti. La possibilità di lavorare durante la spedizione direttamente sul campo d'indagine gli permise di studiare di prima mano sia le caratteristiche geologiche di continenti ed isole, sia un gran numero di organismi viventi e fossili. Egli raccolse metodicamente un gran numero di campioni sconosciuti alla scienza: tali campioni, conferiti al British Museum, erano già di per sé un notevole ed ineguagliato contributo scientifico.

Fra Capo Verde e le Falkland

   La stessa cosa ma di più: Secondo viaggio dell'HMS Beagle.

Il viaggio del Beagle

Nel suo viaggio visitò le isole di Capo Verde, le Isole Falkland (o Isole Malvinas), la costa del Sud America, le Isole Galápagos e l'Australia. Di ritorno nel 1836, Darwin analizzò campioni di specie animali e vegetali, che aveva raccolto, e notò somiglianze tra fossili e specie viventi della stessa area geografica. In particolare, notò che ogni isola dell'arcipelago delle Galápagos aveva proprie forme di tartarughe e specie di uccelli differenti per aspetto, dieta, eccetera, ma per altri versi simili.

Nella primavera del 1837 ornitologi del British Museum informarono Darwin che le numerose e piuttosto differenti specie che egli aveva raccolto alle Galápagos appartenevano tutte a un gruppo di specie della sottofamiglia Geospizinae, all'interno della famiglia Fringillidae, cui appartengono anche i comuni fringuelli. Ciò, unitamente alla rilettura del saggio del 1798 di Thomas Malthus sulla popolazione, innescò una catena di pensieri che culminarono nella teoria dell'evoluzione per selezione naturale e sessuale. Darwin ipotizzò che, ad esempio, le differenti tartarughe avessero avuto origine da un'unica specie e si fossero diversamente adattate nelle diverse isole.

Teorie

Sulla base di tali ragionamenti, ed in sintonia con i Principi di geologia di Charles Lyell e il Saggio sui principi della popolazione di Malthus (in cui si teorizzava il concetto di disponibilità di risorse alimentari intesa come limite alla numerosità delle popolazioni animali), Darwin scrisse gli Appunti sulla trasformazione delle specie. Ben consapevole dell'impatto che la sua ipotesi avrebbe avuto sul mondo scientifico, Darwin si mise ad indagare attivamente alla ricerca di eventuali errori, facendo esperimenti con piante e piccioni e consultando esperti selezionatori di diverse specie animali. Nel 1842 stese un primo abbozzo della sua teoria, e nel 1844 iniziò a redigere un saggio di duecentoquaranta pagine in cui esponeva una versione più articolata della sua idea originale sulla selezione naturale. Fino al 1858 (anno in cui Darwin si sarebbe presentato alla Linnean Society di Londra) non smise mai di limare e perfezionare la sua teoria.

Con la teoria evoluzionistica Darwin dimostrò che l'evoluzione è l'elemento comune, il filo conduttore della diversità della vita. Secondo una visione evolutiva della vita, i membri dello stesso gruppo si assomigliano perché si sono evoluti da un antenato comune. Secondo l'opinione di Darwin, le specie nascono mediante un processo di “discendenza con variazione”. Fatto ancora più importante, nel suo trattato sull'origine delle specie, Darwin oppose la teoria della selezione naturale per spiegare con quali meccanismi avviene l'evoluzione.

La teoria evoluzionistica di Darwin si basa su tre presupposti fondamentali:

1. Riproduzione: tutti gli organismi viventi si riproducono con un ritmo tale che, in breve tempo, il numero di individui di ogni specie potrebbe non essere più in equilibrio con le risorse alimentari e l'ambiente messo loro a disposizione.
2. Variazioni: tra gli individui della stessa specie esiste un'ampia variabilità dei caratteri; ve ne sono di più lenti e di più veloci, di più chiari e di più scuri, e così via.
3. Selezione: esiste una lotta continua per la sopravvivenza all'interno della stessa specie e anche all'esterno. Nella lotta sopravvivono gli individui più favoriti, cioè quelli meglio strutturati per giungere alle risorse naturali messe loro a disposizione, ottenendo un vantaggio riproduttivo sugli individui meno adatti.

La selezione naturale avviene quando variazioni ereditabili vengono esposte a fattori ambientali che favoriscono il processo riproduttivo di alcuni individui rispetto ad altri. Egli affermò che l'evoluzione di nuove specie deriva da un accumulo graduale di piccoli cambiamenti. Ciascuna specie presenta una propria serie di adattamenti, ossia di caratteristiche che si sono evolute mediante la selezione naturale; comprendere in che modo gli adattamenti si sono evoluti per selezione naturale è di estrema importanza nello studio della vita quindi nella biologia.

Altri trattati e l'avventura del Beagle

Darwin pubblicò altri trattati scientifici, tra cui la spiegazione della formazione degli atolli corallini nel Pacifico del sud e il resoconto del suo viaggio a bordo del HMS Beagle.

La Zoologia del viaggio della H. M. S. Beagle venne pubblicata, in cinque volumi, fra il 1839 e il 1843. In quel periodo, Darwin ebbe una fitta corrispondenza scientifica con Alfred Russel Wallace, che si trovava a lavorare nelle Isole del Pacifico meridionale. Nel giugno del 1858, Wallace gli espose una propria teoria dell'evoluzione. Nello stesso periodo, alcuni amici di Darwin lo persuasero a rendere pubbliche le sue idee.

L'origine delle specie

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Il frontespizio dell'edizione del 1859 de L'origine delle specie

Il 1 luglio 1858, Darwin diede la propria comunicazione (riguardo all'Origine delle specie per mezzo della selezione naturale) alla Linneian Society; insieme fu letta anche una comunicazione di Wallace che Darwin aveva ricevuto, in cui Wallace aveva esposto la formulazione di una sua teoria sull'origine della specie, da lui sviluppata indipendentemente, con molti punti in contatto con quella di Darwin. Il saggio di Darwin sull'argomento L'origine delle specie fu pubblicato un anno più tardi; tanto era l'interesse suscitato dalla sua opera che la prima edizione (in 1250 copie) andò esaurita in due giorni.

Nelle sue opere successive - quali La variazione degli animali e delle piante allo stato domestico, L'origine dell'uomo e la selezione sessuale e L'espressione delle emozioni negli animali e nell'uomo - Darwin sviluppò altri temi soltanto abbozzati o neppure accennati ne L'origine delle specie. Per esempio, ne L'origine dell'Uomo e la selezione sessuale, Darwin aggiunse alla selezione naturale, come meccanismo di selezione, anche la selezione sessuale, dovuta alla "scelta femminile" (o in alcuni casi maschile) che spinge uno dei due sessi a sviluppare caratteri sessuali secondari abnormi e, in apparenza, in contrasto con la sopravvivenza e quindi il fitness individuale, come i palchi dei maschi dei cervi europei (Cervus elaphus) o la coda, sempre nei maschi, del pavone (Pavo cristatus). Ne L'espressione delle emozioni negli animali e nell'Uomo, Darwin abbozzò per la prima volta lo studio del comportamento animale secondo una prospettiva evoluzionistica, che avrebbe dato spunto nel secolo successivo all'etologia.

Nonostante le profonde modifiche cui è andata (e va) incontro anche ai giorni nostri la teoria dell'evoluzione per selezione naturale, le riflessioni di Darwin sono ancor oggi la base ed il presupposto scientifico per lo studio della vita e della sua evoluzione; unica lacuna importante nel sistema darwiniano era la mancanza di conoscenza dei meccanismi dell'ereditarietà genetica (i lavori di Gregor Mendel non erano ancora pubblicamente noti). La relativa teoria della Pangenesi venne superata col neodarwinismo.

Pubblicazione della teoria della selezione naturale

Dal 1856 Darwin iniziò ad investigare su uova e semi, che avrebbero potuto sopravvivere ad un viaggio e diffondere specie oltre oceano. Hooker incrementò i dubbi della visione tradizionale, in cui si pensava che le specie rimanevano immutate, tuttavia, il loro giovane amico Thomas Henry Huxley era contro la teoria evoluzionista. Lyell era interessato dalle ricerche di Darwin senza però realizzare il suo intento. Quando egli lesse un articolo di Alfred Russel Wallace sull'introduzione delle specie, vide delle somiglianze con il lavoro di Darwin. Il pensiero di Darwin non era minacciato da nulla, dunque, iniziò a lavorare su un breve paragrafo, trovando risposte a domande difficili; egli continuò le sue ricerche, ottenendo informazioni su esemplari da naturalisti di tutto il mondo incluso Wallace che stava lavorando nel Borneo. La botanica americana Asa Gray mostrò simili interessi, ed il 5 settembre del 1857 Darwin le inviò una descrizione dettagliata delle sue idee incluso un estratto de “La selezione naturale”. Template:Citazione necessaria egli gli rispose che voleva evitare questo argomento, “così circondato da pregiudizi” mentre gli incoraggiamenti delle teorie di Wallace erano di “Andare oltre alle dicerie”. Il libro di Darwin era in fase di sviluppo quando, il 18 giugno 1858, ricevette una lettera da Wallace che descriveva la selezione naturale; egli rimase scioccato dal fatto che lo aveva preceduto perciò la inviò a Lyell pensando che Wallace non avesse chiesto il permesso per la pubblicazione dei suoi scritti, egli suggerì che questa doveva essere inviata a delle riviste suggerite da Wallace stesso. Template:Citazione necessaria Si arrivò alla conclusione di inviare un progetto in comune alla presentazione Linnean Society il 1º luglio dello stesso anno, presentando le varietà delle specie naturali da parte della selezione, Template:Citazione necessaria Nel suo libro Darwin fornisce 'una lunga argomentazione' di dettagliate osservazioni, deduzioni e considerazioni sulle varie obiezioni. La sua unica allusione all'evoluzione umana è stata sottovalutata poiché 'sarà gettata la luce sull'origine dell'uomo e della sua storia'. Questa teoria è indicata con questa premessa: Come molti individui di ciascuna specie sono nati in quantità maggiori e come, di conseguenza, non vi sono state spesso lotte ricorrenti per la sopravvivenza, ne consegue che ogni essere, anche se con qualità differenti e con diverse condizioni di vita, avrà maggiori possibilità di sopravvivere e quindi, naturalmente, di essere selezionato. Dal forte principio di ereditarità le varie selezioni tendono a propagare le nuove forme e modificazioni.

La selezione degli animali domestici

Charles Darwin studiò la selezione degli esseri viventi nelle condizioni di vita selvatica, condizioni studiate nel corso del viaggio sul brigantino Beagle. Si tende a dimenticare, invece, che Darwin dedicò lunghi anni ed immensa attenzione alla selezione dei vegetali coltivati e degli animali domestici, tra i quali i riproduttori non sono scelti dalla prevalenza del più adatto, che regola la riproduzione allo stato selvaggio, ma per scelta dell'uomo che preferisce un riproduttore ad un altro sulla base del vantaggio economico, come avviene per bovini e suini, o per mere considerazioni estetiche, come accade per cani e colombi. Si può ricordare che nelle campagne inglesi era in corso, da alcuni decenni, la selezione in senso moderno delle razze di fondamentale interesse economico: bovini, ovini e suini.

Darwin dedicò la più attenta considerazione all'opera degli allevatori dell'Isola, ed effettuò sulle loro procedure considerazioni fondamentali, che possono considerarsi la prima riflessione scientifica sul "miglioramento" degli animali allevati. Studiando l'opera degli allevatori del proprio paese, come quella dei colombofili e dei cinofili londinesi, lo scienziato britannico compose la propria opera più voluminosa: La variazione delle piante e degli animali in condizione di domesticità.

Siccome, nella propria selezione, l'uomo altera radicalmente i meccanismi naturali, e produce esseri viventi dai caratteri spesso opposti a quelli che avrebbe conservato la selezione naturale, lo scienziato britannico concepì i propri studi sugli effetti della domesticazione come il complemento logico essenziale delle indagini sulla selezione naturale.

L'importanza di questi studi non è riconosciuta da una parte cospicua degli autori delle opere su Darwin, che limitano la propria attenzione alle indagini sulla selezione naturale, conservando in vita l'idea del maestro degli studi sulla selezioni nelle condizioni di lotta per la vita nella foresta.

Anche la grande mostra per il Bicentenario di Darwin e che è stata curata da alcuni tra i massimi studiosi internazionali dedica un solo pannello agli studi di Darwin sugli animali domestici e, per di più, li fa apparire come assolutamente secondari. Per contro Antonio Saltini ha compiuto una analisi accurata della grande opera di Darwin su animali e piante domestiche, The variation of animals and plants under domestication per valorizzarne l'importanza di Darwin di fondatore degli studi sull'evoluzione, in condizioni sia selvatiche che domestiche, di tutti gli esseri viventi.

A pochi passi da Newton

L'opera di Darwin fu molto apprezzata dalla comunità scientifica. Egli divenne membro della Royal Society nel 1839 (per la raccolta di informazioni effettuata durante il suo viaggio) e nel 1878 fu accolto anche dall'Académie des Sciences francese.

Lapide della tomba di Charles Darwin nell'Abbazia di Westminster, Londra

Nel 1839 si sposò con sua cugina Emma Wedgwood, una ricca borghese proveniente da una famiglia di fabbricanti di vasellame. La coppia visse alcuni anni a Londra, per poi trasferirsi a Downe, nel Kent, in una residenza chiamata Down House (oggi attrazione turistica). Ebbero una famiglia numerosa; 10 figli, di cui tre morirono in tenera età, e trascorsero una tranquilla vita nella campagna inglese. Darwin di giorno compiva delle passeggiate a piedi per un viottolo nei dintorni, non disdegnando delle escursioni a cavallo, nella convinzione che facessero bene alla salute e la sera usava trascorrere le serate giocando a backgammon con la moglie venendone spesso sconfitto.

Nel 1870 fu nominato socio d'onore della Società Geografica Italiana.

Alla sua morte, avvenuta a Downe, il 19 aprile del 1882, Darwin ricevette funerali di stato e fu sepolto nell'Abbazia di Westminster, accanto a John Herschel ed a pochi passi da Newton.

Darwin e la fede cristiana

Raffigurazione sarcastica di Darwin raffigurato come scimmia

Charles Darwin discendeva da un ambiente anticonformista.

Sebbene vari membri della sua famiglia fossero liberi pensatori, apertamente privi di credenze religiose convenzionali, egli inizialmente non dubitò della verità letterale della Bibbia. Frequentò una scuola anglicana, poi a Cambridge studiò teologia anglicana Template:Cn.

Il contatto con la natura e la pratica scientifica cominciarono tuttavia a dar corso a un processo mentale che doveva portarlo su posizioni scettiche. Il viaggio sull'HMS Beagle e lo studio degli ecosistemi nel loro evolvere gli fece comprendere come non la finalità ma la casualità potessero giocare un ruolo fondamentale nei mutamenti del vivente.

Darwin sottopose ad analisi rigorosa tutti gli scenari biologici che incontrava, rimanendo perplesso, per esempio, di fronte al fatto che le belle creature degli abissi oceanici fossero state create dove nessuno le poteva vedere, e rabbrividendo alla vista di una vespa che paralizzava bruchi e li offriva come cibo vivo alle proprie larve; considerò che quest'ultimo caso era in contraddizione con la visione di Paley di un progetto benefico.

Mentre era sul Beagle, Darwin era però rimasto ortodosso, e citava la Bibbia come un'autorità nella morale, ma aveva cominciato a vedere la storia del Vecchio Testamento come falsa ed inaffidabile.

Dopo il suo ritorno, investigò la trasmutazione delle specie.

Sapeva che i suoi amici naturalisti ecclesiastici la ritenevano un'orrenda eresia, che minava le giustificazioni miracolose per l'ordine sociale, e sapeva che tali idee rivoluzionarie erano sgradite specialmente in un momento in cui la posizione raggiunta dalla Chiesa anglicana era attaccata dai dissidenti radicali e dagli atei. Mentre stava sviluppando segretamente la sua teoria della selezione naturale, Template:Cn

La sua fede nel Cristianesimo continuò ad attenuarsi, ed infine, con la morte della figlia Annie nel 1851, Template:Cn
Continuò a dare sostegno alla Chiesa locale e ad aiutare con il lavoro parrocchiale, ma di domenica faceva una passeggiata mentre la sua famiglia andava a messa. In età avanzata, quando gli venne chiesto delle sue convinzioni religiose, scrisse che non era mai stato un ateo nel senso di negare l'esistenza di un Dio, ma che in generale Template:Cn.

Charles Darwin riferì nella sua biografia del nonno Erasmus Darwin, di come venissero fatte circolare delle storie false che sostenevano che Erasmus avesse invocato Gesù sul letto di morte. Charles concluse scrivendo Template:Cn Nonostante questa speranza, storie molto simili vennero fatte circolare dopo la sua morte, di cui la più importante è la "Storia della Signora Speranza", pubblicata nel 1915, che sosteneva che Darwin si fosse convertito sul suo letto di malattia. Tali storie sono state propagate da alcuni gruppi cristiani al punto da diventare leggende urbane, sebbene queste asserzioni siano state smentite dai figli e siano state rigettate come false dagli storici.

Tuttavia è bene ricordare come terminava "L'origine della specie" del 1859. Darwin scriveva: "Nella vita, con le sue diverse forze, originariamente impresse dal Creatore in poche forme, o in una forma sola, vi è qualcosa di grandioso; e mentre il nostro Pianeta ha continuato a ruotare secondo l'immutabile legge di gravità, da un semplice inizio innumerevoli forme, bellissime e meravigliose, si sono evolute e continuano ad evolversi".

Influenza sui posteri

Se l'uomo del XXI secolo osserva il mondo con un atteggiamento differente rispetto agli uomini nati durante l'epoca vittoriana, uno dei principali artefici di questo mutamento è certamente Darwin, per una serie di motivi:

• Il darwinismo, escludendo ogni fenomeno e causa soprannaturale e utilizzando strumenti di indagine rigorosamente scientifici, quindi materialistici, entra in conflitto con il pensiero metafisico tramandato dalla religione cristiana. Per quanto fin dall'inizio del Settecento, prima della pubblicazione delle opere di Darwin, l'ipotesi di un Dio creatore appariva ormai non plausibile per spiegare la realtà del mondo, con l'evoluzionismo l'idea diventava, per molti versi, oziosa. Questo a meno di ammettere con Newton e contro Leibniz che Dio continuasse ad "aggiustare" l'evoluzione del cosmo in corso d'opera, ipotizzando una creazione "continua".
• Il darwinismo mette in luce le lacune presenti nel modello dei cosiddetti tipologi o "fissisti", che sostenevano l'immodificabilità del mondo biologico in quanto creato da Dio in modo definitivo.
• Le teorie della selezione naturale consentono di mettere in discussione le argomentazioni finalistiche che sostenevano che qualunque cosa presente in natura avesse un fine predeterminato.
• Anche il determinismo viene messo in discussione, con il suo concetto pregnante di poter prevedere, costantemente, il futuro, una volta noti gli elementi del mondo attuale ed i suoi processi.

Opere

• 1835: Extracts from letters to Professor Henslow (privately printed, not for public sale)
• 1836: A LETTER, Containing Remarks on the Moral State of TAHITI, NEW ZEALAND, &c. - BY CAPT. R. FITZROY AND C. DARWIN, ESQ. OF H.M.S. 'Beagle.'
• 1839: Journal and Remarks (The Voyage of the Beagle)
• Zoology of the Voyage of H.M.S. Beagle: published between 1839 and 1843 in five volumes by various authors, edited and superintended by Charles Darwin, who contributed sections to two of the volumes:
  • 1840: Part I. Fossil Mammalia, by Richard Owen (Darwin's introduction)
  • 1839: Part II. Mammalia, by George R. Waterhouse (Darwin on habits and ranges)
• 1842: The Structure and Distribution of Coral Reefs
• 1844: Geological Observations of Volcanic Islands
• 1846: Geological Observations on South America
• 1849: Geology from A Manual of scientific enquiry; prepared for the use of Her Majesty's Navy: and adapted for travellers in general., John F.W. Herschel ed.
• 1851: A Monograph of the Sub-class Cirripedia, with Figures of all the Species. The Lepadidae; or, Pedunculated Cirripedes.
• 1851: A Monograph on the Fossil Lepadidae; or, Pedunculated Cirripedes of Great Britain
• 1854: A Monograph of the Sub-class Cirripedia, with Figures of all the Species. The Balanidae (or Sessile Cirripedes); the Verrucidae, etc.
• 1854: A Monograph on the Fossil Balanidæ and Verrucidæ of Great Britain
• 1858: On the Tendency of Species to form Varieties; and on the Perpetuation of Varieties and Species by Natural Means of Selection (Extract from an unpublished Work on Species)
• 1859: On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life
• 1862: On the various contrivances by which British and foreign orchids are fertilised by insects
• 1868: The Variation of Animals and Plants under Domestication
• 1871: The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex
• 1872: The Expression of Emotions in Man and Animals
• 1875: Movement and Habits of Climbing Plants
• 1875: Insectivorous Plants
• 1876: The Effects of Cross and Self-Fertilisation in the Vegetable Kingdom
• 1877: The Different Forms of Flowers on Plants of the Same Species
• 1879: "Preface and 'a preliminary notice'" in Ernst Krause's Erasmus Darwin
• 1880: The Power of Movement in Plants
• 1881: The Formation of Vegetable Mould Through the Action of Worms
• 1887: Autobiography of Charles Darwin (Edited by his son Francis Darwin)
• 1958: Autobiography of Charles Darwin (Barlow, unexpurgated)

Lettere e corrispondenza

Tutta corrispondenza scientifica di Darwin, che il naturalista scambiava attivamente con gli studiosi del suo tempo, è stata resa disponibile in rete tramite il Darwin Correspondence Project dall'Università di Cambridge. Fra i principali corrispondenti di Darwin vi sono: Charles Lyell uno dei fondatori della Geologia, Asa Gray e Joseph Dalton Hooker botanici, Thomas Henry Huxley zoologo e impetuoso difensore della teoria evolutiva nei dibattiti pubblici, e Alfred Russel Wallace il naturalista che, contemporaneamente a Darwin, intuì il problema delle variazioni della specie.

• 1887: Life and Letters of Charles Darwin, (ed. Francis Darwin)
• 1903: More Letters of Charles Darwin, (ed. Francis Darwin and A.C. Seward)

Le scuse della Chiesa Anglicana

A duecento anni dalla nascita di Darwin, la Chiesa Anglicana decise di scusarsi in maniera ufficiale per non aver compreso la Teoria dell'evoluzione.

Il Darwin Day

Nel Regno Unito, ci fu uno speciale commemorativo in cui si rilasciò una moneta da due sterline che mostrava un ritratto di Darwin di fronte ad uno scimpanzé circondato dalla scritta 1809 - DARWIN - 2009, e nel bordo l'iscrizione 'SULLA ORIGINE DELLE SPECIE 1859'. Il collettore della medaglia sarà rilasciato come premio, e durante l'anno le monete saranno disponibili da parte di banche ed uffici postali al valore nominale. Per celebrare la vita di Darwin e dei suoi risultati, la BBC ha commissionato numerosi programmi televisivi e radiofonici noti collettivamente come la BBC Darwin Season. Nel settembre 2008, per la Chiesa d'Inghilterra il 200º anniversario della sua nascita è stato un momento di ricordo e di scuse nei confronti di Darwin "Le incomprensioni sono nate dalla nostra prima reazione sbagliata, incoraggiando altri a fraintendere le nostre intenzioni". Il Darwin Day è diventato una celebrazione annuale, il bicentenario della nascita di Darwin ed il 150º anniversario della pubblicazione della Sull'origine della specie, vengono celebrati da eventi e pubblicazioni in tutto il mondo.

Riconoscimenti

• Nel 1853 ha ricevuto la Medaglia Royal della Royal Society.

Bibliografia

• Barbara Continenza Darwin LE SCIENZE, collana "I grandi della scienza", 1998
• Denis Buican, Charles Darwin, Roma, Armando Armando, 1996
• Ernst Mayr, Un lungo ragionamento: genesi e sviluppo del pensiero darwiniano (Bollati Boringhieri)
• Ernst Mayr, Il modello biologico (McGraw Hill, 1998)
• Michael Ruse, The Darwinian Revolution (Chicago, 1979)
• Antonio Saltini, Storia delle scienze agrarie, 4 voll., Edagricole, Bologna 1984-89
• Telmo Pievani, Creazione senza Dio, Einaudi, Torino, 2006
• Telmo Pievani, La teoria dell'evoluzione, Il Mulino, Bologna, 2006
• Stefano Minarelli, Appunti per una storia del darwinismo a Modena, Elis Colombini Editore, Modena, 2009
• Andrea Parravicini La mente di Darwin. Filosofia ed evoluzione Negretto Editore (2009) ISBN 978-88-95967-12-7.
• Federico Focher, L'uomo che gettò nel panico Darwin. La vita e le scoperte di Alfred Russel Wallace. Torino, Bollati Boringhieri, 2006 ISBN 978-88-339-1670-5.
• Giuseppe Montalenti, Charles Darwin, Gruppo Editoriale Muzzio srl, 2009 – ISBN 978-88-96159-12-5

Voci correlate

• Humani generis enciclica del 1950 in cui Papa Pio XII aprì all'evoluzionismo
• Evoluzionismo
• Antievoluzionismo
• Disegno intelligente
• L'origine delle specie
• Gregor Mendel
• Jean-Baptiste de Lamarck
• Erasmus Darwin
• George Howard Darwin
• Creation
• Selezione naturale
• Angraecum sesquipedale (orchidea di Darwin)
• Pierre Teilhard de Chardin
• Specie ad anello

Collegamenti esterni

• (EN) The Complete Work of Charles Darwin Online, la raccolta completa dei lavori dello scienziato a cura della University of Cambridge
• Opere di Darwin su TecaLibri
• Opere di Charles Darwin su Classici Stranieri
• I Darwin Day dell'UAAR, commemorazione annuale di Darwin il 12 febbraio
• Libri di Darwin su LiberLiber
• Darwin project tutta la corrispondenza di Darwin on line
• Pikaia il portale italiano dell'evoluzione
• Template:It Darwin, l'Italia e gli italiani. Da Le Scienze
• Charles Robert Darwin Percorso nel portale Treccani
• Mostra per il Bicentenario della nascita, Milano-Roma-Bari 2009

Fine

Grazie per l'attenzione