Fisica

La fisica è un campo tradizionalmente riservato agli specialisti, e questa situazione deriva principalmente dal modo in cui i fisici tendono a condividere le loro conoscenze con il resto del mondo. Da un lato, la divulgazione spesso non arriva al cuore degli argomenti; dall’altro, studiare fisica vorrebbe dire intraprendere un percorso lungo e spesso frustrante. Questo libro è la dimostrazione che esiste un modo per cogliere l’essenza della disciplina senza dover affrontare anni e anni di studio. Le intuizioni della fisica sul funzionamento dell’universo si presentano spesso sotto forma di equazioni che sembrano incomprensibili. Eppure per Sean Carroll sono proprio queste equazioni che, come poesie, ci consentono di solcare i cieli alla scoperta di paesaggi multidimensionali, deformazioni spaziotemporali e forze sconosciute. Il calcolo infinitesimale, per esempio, è una meraviglia che merita la nostra attenzione non meno di un’opera d’arte. Sulla scia delle leggendarie lezioni di Richard Feynman, questo libro ci introduce a un modo nuovo di vedere, che risuonerà per molti anni a venire.

Un libro sulla scienza moderna che, attraversando le teorie formulate da Newton, Einstein e Planck, è utile per comprendere meglio l’universo, ma anche i concetti di spazio e di tempo. Scritto in modo rigoroso ma comprensibile anche a chi si sta avvicinando per la prima volta a questi temi, “Il mondo della scienza” è un viaggio attraverso tre argomenti cardine: la gravitazione, la relatività e la meccanica quantistica. Dedicato a tutti gli appassionati di scienza, il volume è corredato da immagini e grafici, perfetti per comprendere meglio quanto descritto.

Il Premio Nobel per la fisica 2017 è stato assegnato ai ricercatori di LIGO Kip Stephen Thorne, Rainer Weiss e Barry Clark Barish. La scoperta delle onde gravitazionali è un fatto sensazionale per la scienza. Per la prima volta dalla formulazione della teoria della relatività generale di Einstein, si sono misurati con precisione questi flebili segnali della forza di gravità provenienti dall’Universo più remoto. Quando buchi neri, stelle di neutroni e chissà quali altri corpi celesti si scontrano o esplodono, l’intero cosmo trema! L’osservazione delle prime oscillazioni spazio-temporali della storia rappresenta un ulteriore trionfo per le ipotesi di Einstein e un enorme successo della tecnologia umana. Da Einstein al Big Bang e oltre: le onde gravitazionali hanno inaugurato l’era dell’astrofisica multi-messaggero. Questo libro è una panoramica sui risultati ottenuti in questo incredibile settore della scienza.

Il testo rappresenta un completamento del libro “Lezioni di termofisica” degli stessi autori. Il libro è diviso in due parti: nella prima sono riportati, per i vari argomenti suddivisi in capitoli, un breve richiamo della teoria relativa all'argomento trattato e una serie di esercizi svolti, di difficoltà crescente; nella seconda sono raccolti problemi tratti dalle tracce d'esame proposte dagli autori nell'arco degli ultimi anni, con le relative soluzioni. L'auspicio degli autori è che questo testo possa costituire uno strumento efficace per la preparazione delle prove d'esame per i corsi di Fisica Tecnica e Termofisica per ingegneri.

Il libro ha l'obiettivo di far conoscere una lunga serie di ricerche sulle tecnologie spaziali. In particolare si parla di campo gravitazionale artificiale, per la simulazione di un campo gravitazionale nello spazio o in qualsiasi corpo celeste (Luna, Pianeti, stazioni spaziali o altro). La realizzazione di questo brevetto ha lo scopo di fare avere alle persone che colonizzeranno lo spazio una gravità uguale a quella terrestre, in questo modo non ci saranno adattamenti del corpo umano quando questo si troverà nello spazio in assenza di gravità, che diventa pericoloso quando la permanenza è per un periodo molto lungo. Lo studio che porta alla realizzazione di questo progetto prende il nome di spostamento di massa ben visibile nel testo.

Il testo si propone di insegnare il "metodo scientifico" in modo strutturato e chiaro, suddividendo i contenuti in tre parti. La parte I e la parte III forniscono un bagaglio culturale essenziale per chi intende occuparsi di scienza sperimentale. La parte II del testo si concentra interamente sull'elaborazione statistica dei dati, fornendo gli strumenti necessari per una corretta interpretazione dei risultati. La parte III è dedicata a un'applicazione pratica del metodo mediante la descrizione di dodici sperimentazioni che permettono allo studente non solo di mettere alla prova le nozioni teoriche apprese, ma anche di ricavare, attraverso la raccolta e l'analisi dei dati sperimentali, la legge fisica sottostante, secondo un approccio induttivo.

Che cos’è davvero il big bang? Fino a quando brillerà il sole? Qual è l’origine dell’acqua sulla Terra? Come si è formata la Luna? E l’universo è sempre stato un luogo pieno di stelle? In tutti noi il cosmo suscita meraviglia e moltissima curiosità, ed è proprio da queste e altre domande che parte Amedeo Balbi – astrofisico e noto divulgatore scientifico – per provare a spiegare fino a dove arrivano le nostre conoscenze oggi e che cosa dobbiamo ancora scoprire. Negli interventi raccolti in questo libro – originariamente pubblicati sulla rivista “Le Scienze” e appositamente rivisti per l’occasione – Balbi affronta una serie di argomenti fondamentali per l’astrofisica, dall’origine dell’universo alla nascita della vita sulla Terra, dalle esplorazioni su Marte alle leggi che governano la vita e la morte delle stelle e delle galassie. Il risultato è un viaggio appassionante fino alle frontiere dello spazio e del tempo, una traversata tra le più recenti scoperte dell’astrofisica che ci permettono di immergerci nella meraviglia del cosmo.

In un'epoca caratterizzata dal dibattito sulle fonti energetiche, tra esigenze di sviluppo, instabilità politiche e necessità di trovare alternative ai combustibili fossili per un futuro sostenibile, sempre più spesso l'energia nucleare viene indicata come una soluzione, se non la soluzione. È vero? Cosa rende l'energia nucleare così interessante? Come funziona? Per spiegarlo, Andrea Pola parte da un'immagine evocativa: il nucleo atomico è paragonato a un caveau, luogo nascosto che custodisce la risorsa più preziosa, l'energia. In queste pagine ne racconta le proprietà e ne illustra la struttura facendo riferimento a donne e uomini che hanno mosso i primi passi verso la sua conoscenza e quella dei fenomeni che lo riguardano. Dalla scoperta della radioattività nel 1897 da parte di Henri Becquerel arriva alle sfide odierne della produzione di energia, passando per gli studi di Marie Curie, il modello atomico di Ernest Rutherford, la descrizione della fissione nucleare di Lise Meitner e Otto Frisch, il primo reattore di Enrico Fermi e l'intuizione della fusione termonucleare di Arthur Eddington. Nel mentre, delinea i principi base di molteplici applicazioni dell'energia dal nucleo, tra cui le centrali a fissione e fusione, gli ordigni nucleari, la diagnostica e la terapia oncologica. Un affascinante viaggio nel cuore pulsante della materia, che l'autore sa rendere accessibile nonostante l'elevato livello scientifico della trattazione, nella convinzione che «il nucleo atomico è un caveau di conoscenza da condividere».

La teoria quantistica dei campi applicata allo studio del cervello mostra che l’attività simultanea e cooperativa di milioni di neuroni osservata in laboratorio può essere spiegata solo se si adotta una visione macroscopica assieme a quella microscopica delle neuroscienze. C’è un’analogia con la musica. La bellezza di un brano corale si coglie ascoltando il «coro», non i singoli cantori. Bisogna ascoltare gli artisti insieme, mentre modulano le proprie voci in risposta l’uno all’altro. Ogni neurone, come il cantore fuso nell’unità del suono, vive in un campo che ascolta e al quale contribuisce. Come in un frattale, ognuno di noi (ogni cervello) appartiene a un coro, assieme agli altri e al mondo che ciascuno vede come il proprio Doppio. La coscienza consiste nel continuo dialogo con il Doppio. Non siamo individui isolati, schegge di un vetro rotto, apparteniamo ad un grande coro.