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Buon compleanno Albert Einstein

Albert Einstein, a 140 anni dalla sua nascita è ancora una delle figure più influenti del mondo

Albert Einstein nasceva il 14 marzo 1879. È senz’altro tra i più importanti scienziati mai vissuti, secondo molti il più importante di tutti, e molto probabilmente anche uno tra gli esseri umani che meglio rappresentano la Storia recente, in particolare il XX secolo.

Di Einstein tutti ricordano il viso, che possiamo ritrovare su poster, magliette (questa è carina), tazze, libri e chissà quali altre cose. Einstein, dunque, è diventato eroe della cultura popolare, il che è un fatto notevole per uno che di mestiere faceva il fisico. Uno che ha provato a diffondere il proprio lavoro in prima persona, con testi come Il significato della relatività, Come io vedo il mondo: La teoria della relatività e Pensieri di un uomo curioso. Ma Einstein nell’immaginario pubblico è soprattutto il risultato di ciò che si è detto su di lui, sul modo in cui nel tempo ci hanno raccontato di quest’uomo incredibile. Ah, e ovviamente c’è il FunKo da collezione, se siete in vena di spese.

L’altra cosa che più o meno tutti sanno di Einstein, è che ha cambiato il mondo (o almeno il modo in cui guardiamo l’Universo) con la Teoria della Relatività. Tutti ne hanno almeno sentito parlare, e in molti conoscono la formula sintetica che la rappresenta, vale a dire e=mc2. Meno persone saprebbero dire per cosa stanno le lettere (e=Energia, m=Massa, c=Velocità della Luce). E ancora meno saprebbero spiegare almeno per sommi capi che cosa diavolo significa.

Il che è curioso, visto che la Teoria della Relatività non è solo l’opera più famosa di Einstein. Non è solo una delle conoscenze su cui si basa la scienza moderna. È anche qualcosa che ognuno di noi usa ogni giorno, perché ha reso possibili alcune tecnologie moderne. Per esempio il GPS, che non sarebbe abbastanza preciso senza il calcolo degli effetti relativistici. Lo stesso calcolo è necessario per una misurazione e un tracciamento preciso del tempo. Ed è utile anche nel calcolo delle rotte per mandare sonde su Marte, tra le altre cose.

Altra curiosità: Einstein pubblicò la prima versione della sua teoria (Relatività Ristretta) nel 1905. Quello stesso anno dava alle stampe altri quattro articoli, due dei quali posero le basi dell’altra disciplina scientifica su cui si è costruito il XX e XXI secolo: la meccanica quantistica. Per uno di essi, alcuni anni dopo, Albert Einstein vinse il Premio Nobel.

Per metterla in altri termini: Albert Einstein è il padre, simbolico, metaforico e reale, dei due concetti con cui oggi guardiamo alla realtà. Negli anni successivi altri ripresero e integrarono il suo lavoro, come accade sempre, ma l’importanza del suo contributo non si potrebbe sopravvalutare nemmeno sforzandosi di farlo; Einsten è il ventesimo secolo.

Albert Einstein, La relatività

Che il tempo è relativo l’abbiamo sentito tutti, e con ogni probabilità avete sentito anche qualche spiegazione improvvisata in un film o una serie TV. Molte sono sbagliate e tante imprecise, ma d’altra parte non è una cosa semplice da spiegare – specie se si vuole farlo in mondo semplice e diretto. Proviamoci.

Il primo fatto sconvolgente è il fatto che la velocità della luce (chiamiamola C) è la stessa per ogni osservatore. Questo dato è il primo a cozzare con le cose che abbiamo studiato a scuola, dove abbiamo imparato che la velocità è relativa (un treno viaggia a 120 Km/h, un altro a 140 Km/h, … avete presente, no?).

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La velocità è uguale a “spazio diviso tempo“, e infatti si indica in m/s, Km/h o altre unità simili. La formula è V=S/T, dove S sta per Spazio e T per tempo. Diciamo che vogliamo percorrere 10 metri con un monopattino: se ci metto un secondo la velocità sarà 10 m/s, dal punto di vista di chi sta fermo e mi guarda passare(preoccupandosi per la mia incolumità).

Questa persona è l’Osservatore; se anche lui sale su un monopattino altrettanto veloce e procediamo paralleli, la velocità relativa tra noi due velocisti sarà … zero metri al secondo! Rispetto all’Osservatore, che va veloce quanto me, infatti io non mi sto muovendo affatto. Potete verificarlo ogni giorno, in auto o in treno o altri mezzi di trasporto: si viaggia veloci rispetto al mondo esterno, ma si sta fermi l’uno rispetto all’altro.

La velocità dunque è relativa, cioè dipende dall’Osservatore. Ma allora che significa che C è fisso? Che se io sto camminando su un sentiero o correndo su un razzo supersonico, la velocità della luce sarà sempre la stessa, circa 300mila chilometri al secondo (nel vuoto). Ma allora la formula V=S/T non serve più? Qui le cose si fanno interessanti: la formula resta perfettamente valida, ma essendo C un valore fisso, per quei famosi dieci metri e per qualsiasi altra distanza, allora è il tempo che deve cambiare. Se la velocità non è più relativa, allora deve esserlo il tempo affinché la formula resti valida.

Se questo non vi avesse già confuso, aggiungiamo che anche lo spazio è relativo. Vale a dire che quei famosi dieci metri potrebbero diventare molti di più o molti di meno, a seconda del punto di osservazione e della velocità.

Ma se tempo e spazio sono relativi, allora non vale più nulla? Ecco, non è che Einstein abbia gettato alle ortiche le regole precedenti, quele della meccanica classica che dobbiamo, tra gli altri, a Isaac Newton. Valgono ancora e le usiamo ogni giorno, ma per comprendere l’universo ci serve anche la Relatività.

Non approfondiamo oltre, e rimandando gli interessati ai molti testi divulgativi in circolazione. Aggiungiamo solo l’ultimo elemento fondamentale: Spazio e Tempo sono una cosa sola, un unico “tessuto spaziotemporale” di cui, ancora una volta, avrete sentito spesso parlare in qualche film – e che non è un’invenzione degli autori. Con un po’ (ok, parecchio) impegno e sudore, si arriva alla famosa formula – che comunque potete portare su una maglietta anche se non la capite alla perfezione.

L’effetto fotoelettrico

Abbiamo detto che Einstein è anche il padre, o almeno uno dei padri, dell’altra grande colonna portante su cui si basa la Fisica Moderna, vale a dire la Meccanica Quantistica. Sempre nel 1905, infatti, Einstein pubblicò due articoli dedicati a questo tema. Alcuni anni dopo gli fu assegnato il Premio Nobel per aver compreso che la luce è formata da piccoli “pacchetti di energia”, che poi sarebbero stati chiamati fotoni. Questi ultimi, insieme alle moltissime altre particelle, sono i cosiddetti quanti che danno il nome all’intera disciplina.

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Dunque, la luce è composta da molte particelle piccolissime e si può analizzare di conseguenza. Già, ma anche qui c’è la svolta inaspettata: la luce visibile, e per estensione qualsiasi tipo di radiazione elettromagnetica, è anche un’onda. La comprensione di questa doppia natura da parte di Einstein fu sconvolgente per l’epoca, e ancora oggi non è proprio facile da digerire.

Furono altri gli scienziati che approfondirono l’argomento, occasionalmente andando anche in contrasto con Einstein: a un certo punto, in effetti, fu Einstein a rifiutare le teorie che si andavano sviluppando, alimentando uno dei dibattiti scientifici più entusiasmanti dai tempi del Dialogo sopra i massimi sistemi di Galileo Galilei.

Einstein insieme a Niels Bohr

Si può dire, dunque, che a un certo punto Einstein avesse perso di vista lo sviluppo della meccanica quantistica. Forse non capiva alcune teorie dei colleghi, forse non si fidava dei risultati sperimentali, forse non riusciva ad accettare il fatto che sembrasse – e sembra ancora – impossibile conciliare la meccanica quantistica con quella classica e con la Relatività.

In ogni caso, non si potrebbe sottovalutare l’importanza del suo contributo scientifico nemmeno sforzandosi. Ma Einstein giocò la sua partita anche fuori dai laboratori e dalle aule universitarie.

Einstein, l’uomo del secolo

Come ogni grande scienziato, come ogni vero scienziato, Albert nutriva una grande passione anche per le discipline umanistiche – con buona pace di quei pseudoscientisti convinti che solo numeri e grafici siano importanti.

Se ne occupò molto, forse alla ricerca di una conciliazione tra la fede scientifica e quella religiosa. Ammirava e rifletteva sui grandi pensatori, come Kant o Spinoza, e più volte si pronunciò a favore dell’epistemologia della scienza, come quando affermò che “la scienza senza epistemologia, se pure si può concepire, è primitiva e informe”. Un concetto che ribadì e approfondì nella sua Autobiografia Scientifica. In vita si guadagnò autorevolezza e rispetto non solo tra gli scienziati, ma anche tra filosofi, politici e uomini di spettacolo. Commentò l’operato di Ghandi, incontrò Charlie Chaplin, costellò il so cammino di momenti profondamente umani e intensamente passionali.

Tant’è che ancora oggi salta fuori una sua citazione, un giorno sì e l’altro pure. Anzi, spesso e volentieri il suo nome è citato a sproposito, e il suo volto associato a parole che non ha mai detto. Ma altrettanto spesso, sono parole che potrebbe aver detto, come la famosa frase sul pesce che si arrampica. Non è sua, ma è sicuramente coerente con la sua visione del mondo.

Non si tirò mai indietro davanti al dibattito politico, come convinto difensore della libertà e della democrazia – e a un certo punto qualcuno lo sospettò di voler diffondere il socialismo negli Stati Uniti. Fiero oppositore dei totalitarismi, inizialmente appoggiò lo sviluppo della bomba atomica da parte degli USA, per evitare che la Germania nazista ci arrivasse per prima. Abbandonò presto tali posizioni e per l’agosto del 1945, quando le due bombe furono sganciate sul Giappone, era del tutto contrario al loro utilizzo.

A tal proposito, si fece promotore di un’iniziativa sul ruolo della scienza della geopolitica mondiale insieme a Bertrand Russel (filosofo e matematico, anch’egli tra le figure più importanti del XX secolo). È in questo periodo, poco dopo la fine della Seconda Guerra Mondiale, che pronunciò la famosa frase “Non so con quali armi verrà combattuta la Terza guerra mondiale, ma la Quarta verrà combattuta con clave e pietre”.