L'emblema del Medioevo 2.0

La recente vicenda che ha coinvolto l'esperimento Sox in preparazione ai Laboratori di fisica del Gran Sasso è l'emblema del Medioevo 2.0 che avanza.

Tutto origina dal programma televisivo Le Iene, che ha dedicato un servizio (vedi qui il servizio) sull'esperimento Sox, in preparazione da anni nei Laboratori Nazionali dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare del Gran Sasso, denunciando il fatto che l'esperimento avrebbe intenzione di effettuare una pericolosissima reazione nucleare all'interno dei laboratori. Tale reazione nucleare, secondo Le Iene, potrebbe provocare danni terribili nel caso in cui ci fossero infiltrazioni nelle acque distribuite alla popolazione, che vengono captate nella zona dei laboratori o comunque sotto la montagna (caso tutt'altro che ipotetico, secondo le Iene). Si parla di immani quantità di materiale radioattivo, e si paventa un rischio simile a quello di Chernobyl o Fukushima.

Si dice nel servizio che l'esperimento si stava svolgendo in segreto. Nella realtà aveva ottenuto già tutte le autorizzazioni da tutte le autorità pubbliche competenti: (fonte): una autorizzazione ministeriale con parere favorevole di Ministero della Salute, Ministero dell’Ambiente, Ministero del Lavoro, Ministero dell’Interno (Protezione Civile), Ministero dello Sviluppo Economico e di ISPRA, in coordinazione con le Prefetture dell’Aquila e di Teramo. Tutto segretissimo quindi!

Non voglio entrare nel merito di tutte le sciocchezze inanellate da Le Iene in quei 10 minuti. I dettagli su cosa sia l'esperimento Sox si possono trovare qui (una pagina segretissima sbadatamente messa in rete nel sito pubblico dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare molto prima del servizio tv) oppure in questa intervista a Marco Pallavicini, ricercatore responsabile dell'esperimento in questione, o infine in questo dettagliato comunicato stampa emesso dall'INFN in risposta al programma tv.

Ricordo solo che Le Iene non sono un programma di inchiesta giornalistica, ma mirano esclusivamente all'audience, scovando argomenti nazionalpopolari che smuovono le pance. Ricordo che le Iene sono talmente un programma di inchiesta e hanno talmente a cuore la corretta informazione che hanno dedicato una ventina di puntate al caso Stamina, santificando il suo promulgatore Davide Vannoni e proponendolo al pubblico come il difensore dei diritti dei malati, osteggiato dalla scienza, quando era chiaro a chiunque che Vannoni incarnava alla perfezione il ciarlatano tipo, avendone tutte, ma proprio tutte, le caratteristiche tipiche. Qualunque essere umano appena smaliziato e con un sano spirito critico se ne sarebbe accorto all'istante, ma Le Iene, con il loro coraggioso giornalismo di inchiesta, non ci hanno fatto caso, o hanno preferito non faci caso. Le iene sono quel programma che dopo aver glorificato Vannoni, quando questo poi è finito in carcere per truffa, si sono giustificate dicendo che la loro unica colpa era stata di appassionarsi ai casi di malattie gravi (fonte). Venti puntate, mica una.

Comunque, a seguito del servizio de Le Iene sull'esperimento Sox, nel giro di due giorni una mozione del M5S viene approvata all'unanimità dalla Regione Abruzzo (fonte). Nella mozione si chiede la sospensione immediata dell'esperimento Sox a causa dei gravi rischi per la salute e per la sicurezza che esso comporterebbe. Il consigliere del M5S Riccardo Mercante esulta e dichiara: "L’esperimento radioattivo deve essere immediatamente bloccato revocando qualunque tipo di autorizzazione data in precedenza." (fonte).

La senatrice Elena Fattori, sempre del M5S, si compiace del fatto, ammettendo candidamente allo stesso tempo di non sapere nulla dell'esperimento Sox (leggi qui). Della serie, non ci capisco niente ma essendo uno dei miei sicuramente ha fatto bene.

Qual è il problema in tutto questo? Il solito. Le decisioni, anche quelle importanti, si prendono a pelle. E passi che lo faccia un cittadino qualunque senza alcuna responsabilità pubblica (anche se ognuno di noi ha comunque una responsabilità verso gli altri), ma la cosa grave è quando questa attitudine diventa comune in chi ha il ruolo di decidere per la collettività.

Non c'è più bisogno di essere esperti, bastano un paio di parole chiave da spiattellare al grande pubblico. In questo caso ne basta una: nucleare. E' bastato paventare il termine nucleare e la ragione è stata subito messa in soffitta. Nessuno, da Le Iene ai consiglieri della regione Abruzzo a Elena fattori si è sentito in dovere di chiedere all'esperimento Sox come stavano veramente le cose. Nessuno di quelli che hanno decretato il blocco dell'esperimento si è preso la briga di contattare Marco Pallavicini, responsabile dell'esperimento, per saperne di più. E' bastato il servizio di un programma come Le Iene per sapere già dove stava la verità.

Se lo avessero fatto, invece, avrebbero scoperto questo.

E comunque, indipendentemente dalla decisione presa, è semplicemente vergognoso che un politico prenda le decisioni in questo modo, su argomenti sui quali è completamente incompetente.

Se si fossero informati avrebbero scoperto che non esiste alcun reattore nucleare nell'esperimento Sox, non c'è e non ci sarà mai nessuna reazione nucleare, e nessuna immane quantità di materiale radioattivo come Chernobyl o Fukushima, ma 40 grammi di polvere radioattiva rinchiusi in un contenitore stagno di acciaio internamente, e di 2 tonnellate di tungsteno all'esterno. Avrebbero scoperto che il solo paragonare Chernobyl e Fukushima all'esperimento Sox è completamente privo di senso. Avrebbero scoperto che solo un ignorante in materia può pensarlo. Avrebbero perfino scoperto che l'esperimento Sox si basa interamente su fatto che nulla fuoriesca dal contenitore esclusi i neutrini, particelle capaci di attraversare la terra senza intragire in alcun modo, e che continuamente ci attraversano proveniendo dal sole e dalle stelle.

Avrebbero scoperto anche che un reattore nucleare e una sorgente radioattiva sono due cose diverse. Avrebbero scoperto che la potenza dell'esperimento Sox è quella di un ferro da stiro, cioè mille Watt, contro le decine di milioni fino al miliardo di Watt di un reattore nucleare. Avrebbero scoperto che gli ospedali sono pieni di sorgenti radioattive. Avrebbero scoperto che quando si sta in sala d'attesa per una tac o una scintigrafia, nella stanza accanto ci sono importanti sorgenti radioattive. Avrebbero scoperto che un viaggio in aereo da qui a New York fa assorbire una quantità di radiazioni pari a quella che uno assorbirebbe passando un' intera giornata a Chernobyl oggi (fonte, fonte). Avrebbero scoperto che una vacanza alle terme, belli ricoperti di fanghi ci fa assorbire una dose di radioattività enormemente più alta di quella che si assumerebbe stando un mese seduti sopra la sorgente radioattiva di Cerio 144 chiusa nel suo contenitore di Tungsteno (ebbene sì, i fanghi termali in genere sono radioattivi!!!). Per non parlare di Orvieto e la zona circostante, che è tra le dieci città più radioattive al mondo (fonte) a causa del tufo e delle rocce della zona, con una radioattività che è decisamente più alta di quella che si ha oggi nella zona di Chernobyl. Scommetto che nessuno di loro si sognerebbe mai di andare a visitare Chernobyl, ma non si farebbero problemi ad andare a mangiare i pici a Sferracavallo.

Avrebbero scoperto poi che il Laboratorio del Gran Sasso è costruito sotto terra non per proteggere chi sta fuori dalle radiazioni che potrebbero uscirne, ma per proteggere gli esperimenti che stanno dentro dalle radiazioni che vengono da fuori! Avrebbero scoperto che gli esperimenti del Gran Sasso temono le radiazioni molto più dei consiglieri della regione Abruzzo, perché le radiazioni renderebbero impossibile effettuare gli esperimenti stessi. E' per questo che ci si va a infilare sottoterra: per stare alla larga dalle radiazioni (e forse anche dagli imbecilli).

Il nuovo Medioevo 2.0 è la convinzione che basti qualche click per diventare competenti su tutto in un attimo. Dai vaccini alla cura per la Sla o per il cancro, dall'autismo alla Xylella che uccide gli ulivi in Puglia, dagli Ogm alle coltivazioni di quinoa "che fa tanto bene" (ma lascia i campesinos Boliviani senza il loro cibo! - fonte e fonte), dai terremoti fino all'esperimento Sox, basta una trasmissione tv, un sito web qualunque, uno disk-jokey nazional popolare, un Celentano che fa proclami strappacuore, un sedicente scienziato che nella vita fa tutt'altro o qualcuno che su facebook ha tanti likes, per smuovere le masse e far prendere decisioni che in realtà sono prese assolutamente e completamente alla cazzo di cane. Per i consiglieri della Regione Abruzzo sono bastati 10 minuti di una trasmissione di intrattenimento televisivo per diventare esperti di radiazioni e decidere che un esperimento scientifico al quale lavorano da anni scienziati da tutto il mondo andava chiuso. Il nuovo Medioevo 2.0 è l'ignoranza che si trasforma in presunzione, che ti convince di saper decidere con competenza su cose sulle quali invece non sai nulla.

E volete un altro esempio emblematico di questo imbarbarimento culturale, di questo ottenebramento collettivo della ragione, di questa incapacità di distinguere il vero dalla panzana colossale, di questa presunzione che ti fa credere di capire al volo un esperimento di fisica sui neutrini quando nella vita di tutti i giorni una proporzione è un enigma irrisolvibile? Eccolo. Un articolo che potrebbe far sorridere, che potrebbe sembrare folklore, se non fosse un così chiaro indicatore della stupidità che dilaga. Sul tema attualissimo della siccità il quotidiano Il Tirreno chi ti intervista? Un geologo? Un esperto di falde acquifere? Macché! Il Tirreno intervista un rabdomante!  Un docente della "Libera università degli studi esoterici di Lecce", dice l'articolo. Che se avesse scritto "libera università de 'sto cazzo" il significato sarebbe stato identico.

P.S. Gli storici ci dicono che il Medioevo, quello vero, era un periodo molto più illuminato di quello che i luoghi comuni ci tramandano.

Leonardo e la rifrazione

Si parla in questi giorni della vendita all'asta di un capolavoro di Leonardo Da Vinci, il "Salvator Mundi", aggiudicato per la modica cifra di 450 milioni di dollari (400 di valore, più 50 milioni di spicci per le commissioni e le spesucce varie). Peccato averlo saputo in ritardo, perché sarebbe stato perfetto accanto alla natura morta con cocomero che ho vinto alla pesca di beneficenza alla fiera.

A parte la forte somiglianza con la Gioconda (se gli coprite il mento e la barba è uguale: che fosse il fratello?), la mia mente malata di fisico ha subito notato una cosa di quelle che da Leonardo proprio non me l'aspettavo: la sfera di vetro che il Cristo tiene in mano.

La sfera di vetro, infatti, mostra in trasparenza la mano e anche le pieghe del vestito, un po' sfumate. Embé?, direte voi! Il punto è che quello che c'è dietro la sfera Leonardo l'ha raffigurato come se la sfera fosse perfettamente trasparente. Magari un po' unta sditacciata (infatti quello che sta dietro è disegnato un po' sfuocato) ma il Maestro si è fermato lì.

E no, Maestro, no! Ma come! Tutte quelle osservazioni dettagliate sul corpo umano, quei disegni minuziosi, quegli studi sulle macchine, e poi mi casca così ingenuamente su una sfera di vetro? Maestro, la rifrazione!!!  Che avessero ragione Benigni e Troisi su "Non ci resta che piangere", quando cercavano di spiegarLe le cose e Lei non capiva? Come è potuto, proprio Lei, scivolare su una tale ingenuità?

Cosa succede, infatti, quando la luce proveniente da un dato oggetto, per raggiungere il nostro occhio deve passare attraverso una boccia di vetro? 

Il problema sorge dal fatto che la luce nel vetro va un po' più lentamente che nell'aria. Circa il 30% più piano. Quindi deve tenere presente questo suo handicap quando deve decidere il percorso da seguire per andare dalla sorgente al nostro occhio.

Infatti la caratteristica che esso deve avere è quella di avere il minor tempo di percorrenza fra tutti i possibili percorsi soggetto-boccia di vetro-occhio. 

Questo impone alla luce di scegliere un percorso che non può essere quello rettilineo, perché questo non sarebbe il percorso a tempo minore. Il comportamento dei raggi di luce è descritto magistralmente da Feynman in una delle sue lezioni, in cui fa l'esempio di un bagnino che sta sulla spiaggia e deve salvare una bagnante (Feynman, ignorando che 50 anni dopo sarebbe stato giudicato sessista, aveva scelto deliberatamente UNA bagnante!) che sta per affogare. Il bagnino deve scegliere quale tragitto compiere per arrivare a salvare la bagnante in mare nel minore tempo possibile. Siccome però il bagnino sa correre sulla sabbia molto più velocemente di quanto non sappia fare nell'acqua, sceglierà di percorrere un po' più strada sulla sabbia, e un po' meno nell'acqua, rispetto al semplice percorso rettilineo che unisce il punto di partenza con quello di arrivo. Il risultato sarà un percorso che ha un brusco cambio di direzione nel punto in cui si passa da un mezzo all'altro.

Perché la luce decida di percorrere il percorso a  tempo minimo (in realtà questa affermazione non è proprio rigorosa, lo dico per i puntigliosi mettendo le mani avanti, e a volte la luce può scegliere anche il tempo massimo...) è tutt'altro che semplice da spiegare. Ovviamente la luce non pensa, e non decide il percorso a priori. La luce va in tutte le direzioni, ma la sua natura ondulatoria fa sì che tutti i cammini che si discostano significativamente da quello più breve interferiscano distruttivamente tanto da "scomparire alla vista". Sempre il solito Feynman ce ne da una spiegazione nel link che avevo citato prima.

Nel caso della sfera tutto questo si traduce quindi in ciò che è raffigurato nella figura qua sotto. Il risultato è che l'immagine iniziale verrà vista rovesciata da chi guarda.

La rifrazione della luce attraverso una sfera di vetro implica che l'immagine verrà osservata rovesciata (vedi la descrizione).

Nel mondo reale ecco quindi come una sfera di vetro ci mostra ciò che c'è alle sue spalle, in questo caso alcuni grattacieli. Tutto appare a testa in giù.

E quindi, tornando al quadro di Leonardo, una corretta riproduzione della sfera avrebbe dovuto mostrare la mano del Cristo in alto e, soprattutto, il volto del Cristo a testa in giù.

Non sappiamo se Leonardo fosse consapevole di questo fatto. Io propendo per il sì, e penso che abbia deliberatamente deciso di glissare su questo aspetto perché a quell'epoca a disegnare un Cristo a testa in giù nella sfera in pochi avrebbero capito, e in tanti gli avrebbero invece fatto il mazzo, e il suo quadro non sarebbe piaciuto. E con questa ultima riflessione che non credo resterà negli annali della storia dell'arte, la chiudo quì, non prima però di chiedermi: ma questa cosa gli storici dell'arte l'avranno mai notata?

Retaggi aristotelici nel 2017

Leggo la notizia di un incidente sul lavoro, in cui un operaio è caduto da un ponteggio, ferendosi seriamente ma, fortunatamente, restando vivo.

La spiegazione che dà il giornalista circa il motivo per cui l'operaio si è salvato, è la seguente:

"Il quarantaduenne probabilmente si è salvato perché gran parte dell’impalcatura e dei rotoli di rete metallica, che dovevano essere montati sulla roccia nelle operazioni successive, erano più pesanti del suo corpo. E quindi, in quel salto di cinque metri, hanno raggiunto prima l’asfalto. L’uomo ci è caduto sopra, insomma, anche se - stando alle testimonianze dei colleghi - si è trovato addosso comunque qualcosa."

Probabilmente questa frase sarà sembrata ragionevole alla maggior parte dei lettori dell'articolo. Io, che ho questa tara di essere laureato in fisica e di fare il fisico per mestiere, ho avuto una reazione un po' diversa.

Povero Galileo, nonostante tutti quegli esperimenti coi pesi e i piani inclinati, non è riuscito a tramandare molto ai giornalisti del 2017! E anche l'esperimento condotto sulla superficie lunare da David Scott, astronauta dell'Apollo 15, evidentemente non se lo ricorda nessuno. Quello in cui lasciava cadere contemporaneamente una piuma e un martello e alla fine concludeva: "Galielo was correct!"

Il nostro Galileo Galilei, ormai più di 300 anni fa, ha infatti mostrato che i corpi cadono con la stessa accelerazione di gravità indipendentemente dal loro peso. Quindi se lasciamo cadere dalla stessa altezza due oggetti diversi, qualunque sia il loro peso, questi toccheranno terra allo stesso istante. E in assenza di attrito, quindi in assenza di aria, perfino una piuma e un martello cadono allo stesso modo toccando terra contemporaneamente, come chiaramente dimostrato dall'astronauta sulla superficie lunare dove, non essendoci atmosfera, non c'è alcuna resistenza alla caduta degli oggetti.

La cosa curiosa e interessante è che, a parte le piume, le foglie, i fogli di carta e tutti gli oggetti svolazzanti, che effettivamente sono fortemente rallentati dalla resistenza dell'aria, nell'esperienza quotidiana la stragrande maggioranza degli oggetti cade tutta allo stesso modo, indipendentemente dalla forma e dal peso. Una pallina da ping pong e un incudine, tanto per prendere due oggetti di peso molto diverso, se ci sfuggono di mano dalla stessa altezza toccano terra simultaneamente.

Provateci, per la gioia di quello del piano di sotto. Magari l'incudine non è un oggetto di uso frequente, ma un bicchiere di vetro lo è. E il modo in cui cade un bicchiere, la velocità che acquista quando ci sfugge di mano, non differisce nella pratica dalla velocità che acquista un cucchiaino, o un biscotto.

Tuttavia siamo generalmente convinti del contrario, tanto da scriverlo su un articolo di giornale per giustificare come mai uno sfortunato operaio a cui è crollato il ponteggio su cui stava, si è salvato. La spiegazione diventa quindi che il ponteggio, essendo più pesante, è caduto giù più veloce.

Questa convinzione è fortemente radicata in tutti noi (se non abbiamo studiato la fisica) perché intuitivamente ci sembra ragionevole. Una volta ho fatto questa domanda a una classe di bambini di una scuola elementare, e tutti mi hanno risposto che una pallina da ping pong, se lasciata cadere da un metro di altezza, cade certamente più lentamente di un pezzo di ferro. E si sono poi meravigliati che all'atto pratico, dopo aver provato essi stessi, non fosse vero. E se ne sono convinti dei bambini, che comunque a quell'età hanno subito ancora pochi condizionamenti, figuriamoci gli adulti.

Questa storia è interessante, perché ci insegna come sia facile credere fermamente in qualcosa, pensando che la nostra convinzione nasca dall'esperienza quotidiana, quando invece, alla prova dei fatti, non è vero. E' la prova di quanto sia facile ingannarci da soli, credendo di osservare cose che soddisfano le nostre convinzioni ma che, se opportunamente misurate, si rivelano completamente false (un altro interessante esempio è questo). In tutte le miriadi di volte in cui ci è sfuggito qualcosa di mano, infatti (se escludiamo le piume o i fogli di carta), tutto sempre cade allo stesso modo. Eppure crediamo di osservare il contrario. Si chiama "bias di conferma" e è un effetto ben noto agli scienziati, che per questo utilizzano tecniche specifiche per cautelarsene.

L'esperimento del foglio di carta è illuminante (i bambini ne erano rimasti affascinati). Tanto più lo appallottoliamo, tanto più cade veloce come un martello. Vuol dire che la resistenza dell'aria è solo un inghippo, un fastidio, che ci cela il vero comportamento indotto dalle leggi della natura. Un inghippo che gradualmente scompare quando rendiamo il foglio di carta, che ha sempre lo stesso peso, sempre più insensibile alla resistenza dell'aria.

E' stata questa la grandezza di Galileo, e è questa la grandezza dell'approccio scientifico, che ha permesso di fare il salto di qualità per permetterci di comprendere la natura, dopo millenni di tentativi a caso: il saper isolare gli elementi essenziali dei fenomeni naturali dal contorno, da tutto ciò che è il disturbo introdotto da situazioni contingenti, in questo caso specifico il contributo dell'aria, del vento, e della forma particolare dell'oggetto.

La scienza è innanzitutto un opera di sintesi basata su approssimazioni. La realtà è sempre molto più complicata delle singole leggi fisiche che si trovano sui libri. Quindi senza questa opera di astrazioni mentali saremmo ancora a brancolare nel buio, senza riuscire a comprendere nulla del funzionamento della natura, come per migliaia di anni avevano fatto gli uomini, pur appartenenti a civiltà e culture che hanno prodotto opere mirabili. E' questo un ingrediente fondamentale dell'approccio scientifico, che negli ultimi trecento anni ci ha permesso di capire il mondo molto più che in diecimila anni di storia umana precedente.

Nel caso specifico della caduta degli oggetti per effetto della forza di gravità, però, perché una piuma e un martello (o un operaio e un ponteggio di ferro, tanto per essere cinici) cadono allo stesso modo? In fin dei conti la forza di gravità - ci insegnano a scuola - è proporzionale alla massa degli oggetti, e la forza di gravità che agisce su una piuma è quindi molto minore di quella che agisce su un martello. E quindi perché cadono uguali? Non è un controsenso? Sarebbe come dire che se spingessi un carrello con poca o con molta forza, la sua accelerazione sarebbe sempre la stessa. Perché con i carrelli non è vero, mentre con una piuma e un martello sì?

Il problema è subdolo, e nasconde un aspetto tra i più intriganti della fisica moderna.

E' vero che la forza di gravità che agisce sulla piuma è minore di quella che agisce sul martello, perché la sua massa è minore. Ma avendo una massa minore anche la sua massa inerziale è minore. Ovvero la resistenza che oppone una piuma ad una forza è minore di quella che oppone un martello. Questo rende più facile accelerarla. Quindi la forza di gravità che sente la piuma è minore rispetto a quella che sente un martello, ma la sua accelerazione, che è inversamente proporzionale alla sua massa inerziale, è maggiore tanto da compensare perfettamente l'effetto. Il risultato è che piuma e martello cadono allo stesso modo.

Però l'aspetto subdolo e molto importante della questione è il seguente. La massa che entra nella forza di gravità è la caratteristica di un corpo a sentire il campo gravitazionale. La potremmo chiamare carica gravitazionale, per similitudine alla carica elettrica, che è la caratteristica che ha un corpo a sentire il campo elettrico.

La massa che invece entra nella seconda legge di Newton è la massa inerziale, ovvero la capacità di un corpo ad opporsi al tentativo di variare il suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme. La sua capacità di opporsi a una forza, quindi.

E il fatto che si chiamino entrambi masse, non significa che siano la stessa cosa, perché concettualmente non sono affatto la stessa cosa!

Però la natura ha deciso di renderle uguali, o meglio, proporzionali una all'altra. Tanto maggiore è la massa gravitazionale, tanto maggiore è quella inerziale. Sebbene concettualmente siano due cose diverse, due proprietà del tutto diverse, esse sono proporzionali.

Per fare un controesempio, la stessa cosa non succede con la carica elettrica. La carica elettrica è, analogamente alla massa gravitazionale, la quantità che permette a un corpo di sentire il campo elettrico, e tanto maggiore è la sua carica, tanto maggiore è la forza elettrica. Ma la carica elettrica non ha nulla a che vedere con la massa inerziale, cioè quella "m" della F=ma, e ne deriva che particelle con cariche elettriche diverse sentono accelerazioni diverse in presenza di un campo elettrico.

In un campo gravitazionale invece la proporzionalità fra massa gravitazionale e massa inerziale rende la caduta dei gravi uguale per tutti corpi, dalle piume ai ponteggi. Questa perfetta proporzionalità, per inciso, è alla base della Teoria della Relatività Generale di Einstein, una delle costruzioni mentali più stupefacenti mai prodotte dall'uomo, che recentemente ha avuto l'ennesima conferma sperimentale con la scoperta delle onde gravitazionali. Nella fisica le cose stupefacenti spesso che le abbiamo proprio sotto il naso.