I segreti della scienza in 5 formule

Possiamo conoscere – perché lo abbiamo studiato a scuola o letto su qualche libro – il peso della Terra, o quello dell’atomo; la distanza che ci separa dalle stelle; il numero dei geni umani e molte altre cose ancora. Quello che spesso non sappiamo però è il modo in cui gli scienziati sono arrivati in concreto a misurare certi parametri fisici come, appunto, il peso, il tempo o la distanza di ciò che ci circonda. Come si misura ad esempio il peso della Terra? Essa si misura con l’apparecchio di Cavendish (due sfere di 40 tonnellate ciascuna legate a un filo d’acciaio), dal quale ricaviamo – sulla base delle leggi fisiche concernenti la legge di gravità - che la massa della terra è 148 milioni di volte quella di una delle due sfere. Per arrivare al peso del nostro pianeta non ci resta che moltiplicare 148 milioni per 40 tonnellate: il risultato è 6mila milioni di milioni di milioni di tonnellate. E il peso di un atomo? In questo caso si utilizza il cosiddetto condensatore da elettrolisi con il quale scindiamo in ioni la molecola che intendiamo esaminare. Gli ioni migrano a singoli elettrodi che vengono sottoposti al passaggio di energia elettrica (a 2 Ampere) per 25 minuti. Sull’amperometro compare il numero di ioni totale. Infine, sapendo il numero totale di ioni, tramite un passaggio matematico veniamo a conoscenza del loro peso complessivo, e quindi (dividendo il secondo dato per il primo) del singolo peso di ognuno. Le particelle atomiche entrano poi in gioco quando dobbiamo risalire all’età di qualche animale vissuto milioni di anni fa. Il riferimento è per esempio a elementi radioattivi come l’uranio che decadono in elementi più leggeri con il trascorrere degli anni: dall’uranio derivano gli atomi di piombo, e dunque tanto maggiore sarà la loro presenza in un certo ritrovamento, tanto maggiore sarà l’età di quest’ultimo. Curioso è anche sapere come si fa a stimare il numero di geni di un essere vivente, in particolare dell’uomo, che ne ha circa 30mila. Per fare ciò ci si basa sul fatto che il genoma umano è rappresentato da 3.400 milioni di basi azotate, mentre un microbo ne possiede 100mila alle quali corrisponde un gene. Con una semplice proporzione, risaliamo al numero di geni nell’uomo, dividendo le basi azotate dell’uomo per quelle del microbo. E per conoscere la distanza di una stella dalla Terra? Si fa riferimento al fenomeno del della parallasse, tale per cui un oggetto sembra spostarsi rispetto allo sfondo se si cambia il punto di osservazione. E si apllica una legge matematica secondo la quale D (la distanza Terra-stella da calcolare) è uguale a d (distanza Terra-Sole), diviso beta (angolo di paralasse) fratto due.

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