Sotto una nuova luce. (Cristiano Castellano, 12 Luglio 2003)

E’ opinione diffusa tra alcune persone di mia conoscenza che un oggetto di colore nero “attira” i raggi solari e per questo motivo si prova una sensazione di caldo quando lo si tocca in una giornata di sole. E’ come se i raggi del sole mentre stanno dirigendosi verso un uomo bianco (il quale li attende con entusiasmo perché vuole abbronzarsi) deviano verso l’uomo nero che gli sta a fianco. Secondo la teoria di Einstein, l’unica cosa che “attira” i raggi solari (e quindi modifica la loro traiettoria) è la forza di gravità. L’osservazione della natura è alla base del moderno metodo sperimentale, ma dare una spiegazione corretta dei fenomeni che si osservano non è cosa da tutti. Bisogna innanzitutto essere persone libere da pregiudizi, ma anche persone dotate di un buono spirito analitico. Prendiamo l’esempio dell’oggetto nero. Alcune persone, osservando che tra tanti oggetti esposti al sole quello di colore nero risulta il più caldo, sono portate a dire che la causa di questo fenomeno è il colore. Per capire bene come stanno le cose dobbiamo prima sapere che cosa sono i raggi solari. Essi sono onde elettromagnetiche così come sono onde elettromagnetiche le radiazioni emesse o ricevute dai telefoni cellulari. Anche i raggi X, con i quali vengono effettuati degli esami medici, sono delle onde elettromagnetiche. La caratteristica che consente di distinguere tutte le onde elettromagnetiche è la frequenza (per valori di frequenze elevate, come è il caso della radiazione visibile, si preferisce usare una grandezza che è inversamente proporzionale alla frequenza stessa e che viene detta “lunghezza d’onda”). Ad ogni onda elettromagnetica è associata un’energia che può variare al variare della potenza della sorgente che l’ha emessa oppure, per certi fenomeni (si veda l’effetto fotoelettrico), può dipendere direttamente dalla frequenza. Le onde elettromagnetiche usate per le trasmissioni radiofoniche in FM hanno frequenze di circa 100 MHz (se si osserva una radio qualsiasi si vede che in FM ci si può sintonizzare tra gli 88 MHz e i 108 MHz) mentre le onde usate per le comunicazioni tramite telefoni cellulari hanno frequenze di circa 900 MHz (quelli dual band funzionano anche a 1800 MHz, mentre quelli triband funzionano anche a 1900 MHz). I raggi che provengono dal sole sono in realtà costituiti da un insieme di onde elettromagnetiche di diversa frequenza. Si va dall’infrarosso all’ultravioletto e tra questi estremi c’è la radiazione del visibile, ovvero tutta quella radiazione che consente di vedere il mondo a colori. Infatti quando osserviamo un oggetto, per esempio di colore verde, vuol dire che, di tutta la radiazione che l’ha colpito, solo quella avente una frequenza tale da dare all’occhio umano la sensazione del verde viene rimandata indietro. Gli oggetti di colore bianco sono tali perché tutta la radiazione del visibile che vi incide viene rimandata indietro, mentre gli oggetti di colore nero sono tali perché tutta la radiazione del visibile che vi incide viene assorbita. Il colore di un oggetto è semplicemente un effetto della interazione tra la radiazione elettromagnetica che lo colpisce (possono essere raggi solari o raggi provenienti da apparecchi di illuminazione), l’oggetto in questione e l’occhio umano. Se uno di questi tre fattori cambia, può cambiare il risultato: in altre parole non tutte le persone vedono i colori allo stesso modo (si consideri il caso dei daltonici) e né una stessa persona, se le condizioni di illuminazione cambiano (si consideri l’effetto delle luci in discoteca), può dire che un oggetto ha lo stesso colore di prima. Analizziamo ora il fenomeno del riscaldamento dell’oggetto di colore nero: 1) ad ogni onda elettromagnetica è associata una energia; 2) l’oggetto di colore nero assorbe maggiori radiazioni dell’oggetto di colore bianco; 3) il principio di conservazione dell’energia ci dice che l’energia assorbita non può sparire. Queste tre considerazioni ci portano a dire che le radiazioni assorbite dall’oggetto nero si sono trasformate in calore e che esso, avendo assorbito una quantità maggiore di radiazioni, è più caldo dell’oggetto bianco. Ovviamente il ragionamento si può estendere al confronto con oggetti di altri colori. A questo punto, però, bisognerebbe fare una osservazione importante. Supponiamo di avere due oggetti che, per una persona normale, sono l’uno di colore nero e l’altro di colore verde. Supponiamo, inoltre, che ad osservarli ci sia una persona affetta da una malattia agli occhi tale da renderlo insensibile al verde: per lui entrambi gli oggetti saranno neri. Eppure anche questa persona proverà una sensazione di maggiore calore vicino ad uno dei due oggetti. Questo ci deve far capire che la causa del fenomeno che stiamo considerando va ricercata nella struttura atomica o molecolare della materia che costituisce l’oggetto stesso, perché essa è l’unica caratteristica a non dipendere da chi la osserva. Spero che tutto questo discorso abbia messo in evidenza che non sempre ciò che appare è la realtà. Sappiamo che il sole si sposta nel cielo da est verso ovest e potremmo pensare che ciò avviene perché esso ruota intorno alla Terra. Oggi sappiamo che non è così, ma è la Terra a girare intorno al sole. Eppure ci sono voluti circa 1800 anni per capirlo! La storia è piena di teorie fondate su convinzioni errate e a volte arroganti. Freud diceva che tutte le maggiori rivoluzioni scientifiche hanno un motivo comune: aver spodestato via via i pregiudizi della mente umana. Una volta credevamo di vivere al centro dell’universo, finché Copernico, Galileo e Newton non hanno rivelato che la Terra è un piccolo pianeta che gira intorno ad una stella di seconda classe. Quindi abbiamo trovato consolazione nell’idea di essere stati creati da Dio a sua immagine e somiglianza e quindi di avere un posizione privilegiata rispetto agli altri esseri viventi. Poi è arrivato Darwin e ci ha rivelato che discendiamo da altri esseri viventi e abbiamo trovato ancora consolazione nell’idea che siamo gli unici esseri razionali. Alla fine è arrivato Freud stesso e ci ha fatto scoprire l’inconscio. In Italia la cultura scientifica non è molto diffusa e questo è una cosa abbastanza grave. Sapere il perché e il come delle cose ci libera da tutti i nostri pregiudizi e ci spinge a guardare le cose sotto una nuova luce, una luce che illumina il cammino verso un futuro migliore.