Hoepli: Universale Scientifica

L'equazione più famosa del mondo, spiegata da due scienziati di grande livello nel modo più accessibile, piacevole e istruttivo. Brian Cox e Jeff Forshaw si spingono alla frontiera della scienza del XXI secolo per riflettere sul vero significato della sequenza di termini matematici che creano l'equazionesimbolo di Einstein, E=mc². Spiegando i termini uno per uno, si chiedono: cos'è l'energia? Cos'è la massa? Cosa c'entra con energia e massa la velocità della luce? Per rispondere, ci portano fino a un esperimento tra i più grandi mai esistiti: l'acceleratore di particelle noto con il nome di Large Hadron Collider, che si snoda per 27 km nel sottosuolo di Ginevra, a cavallo del confine tra Francia e Svizzera. Usando questa macchina gigantesca – in grado di ricreare le condizioni dell'universo poche frazioni di secondo dopo il Big Bang – Cox e Forshaw descrivono la teoria contemporanea sull'origine della massa. Insieme a energia e massa, la terza componente dell'equazione è "c" – la velocità della luce – probabilmente la più affascinante. Perché la velocità della luce permette la conversione tra energia e massa? La risposta è davvero il cuore della questione: gli autori mostrano che per comprendere realmente E=mc² si deve prima capire perché si possa viaggiare nel futuro ma non nel passato e come si muovano i corpi del nostro mondo tridimensionale in uno spaziotempo a quattro dimensioni. In altre parole, si deve capire come è fatta la struttura fondamentale e profonda del nostro mondo.

I numeri sono dappertutto: dai computer ai concessionari di auto, ai fogli di calcolo per viaggi spaziali. È innegabile, i numeri sono ormai la struttura portante della società, accettati e usati senza neanche pensare: ma come si è arrivati sin qui? Leo Corry racconta la storia che sta dietro l'idea di "numero", dai tempi di Pitagora fino al XXI secolo. In un'agevole e dettagliata carrellata l'autore ripercorre la storia dei numeri dall'antica Grecia, all'Islam, ai matematici europei del Medioevo e del Rinascimento, durante la rivoluzione scientifica, fino agli inizi del XX secolo e all'inaugurazione della moderna idea di numero. Con un'attenzione rivolta ai dibattiti sui fondamenti ma anche all'uso pratico, Corry mostra come la storia dei numeri sia intimamente connessa a quella di equazione, offrendo un'autorevole introduzione utile a studenti universitari, docenti, ingegneri, matematici di professione, nonché a chiunque sia interessato alla storia della matematica.

Pochi di noi riescono a farsi un’idea dei lunghissimi periodi di tempo che hanno segnato la lunga storia del nostro pianeta e questa visione così ristretta è alla base di molti problemi ambientali. Un intervallo di nove giorni, che è il tempo che una goccia d’acqua trascorre di solito nell’atmosfera terrestre, è un concetto che possiamo facilmente capire. Ma periodi di centinaia di anni - il tempo di sopravvivenza di una molecola di anidride carbonica nell’atmosfera - si avvicinano ai limiti della nostra comprensione. Le nostre vite di tutti i giorni sono modellate da processi troppo frenetici, al punto che le nostre attuali abitudini avranno, per contro, conseguenze che sopravviveranno per molte generazioni dopo di noi. Il tempo della Terra rivela come conoscere i ritmi del profondo passato del pianeta e la stessa comprensione del tempo tipica dei geologi ci possano aiutare ad avere una visione globale, indispensabile per sperare in un futuro più sostenibile. Marcia Bjornerud svela come i geologi abbiano mappato il passato del pianeta, determinando la velocità dei processi che modellano le terre emerse, come la costruzione o l’erosione delle montagne, per confrontarli con i ritmi meno stabili degli oceani e dell’atmosfera. Questi ritmi sovrapposti nei cambiamenti del sistema Terra - alcuni veloci, altri lenti - richiedono una visione del mondo che Bjornerud chiama timefulness (pienezza del tempo). Questo libro presenta un nuovo modo di pensare al nostro posto nel tempo, permettendoci di prendere decisioni su scala multigenerazionale. La durata della vita della Terra può sembrare insondabile se comparata alla brevità dell’esistenza umana, ma questa visione del tempo nega le nostre radici profonde nella storia della Terra - e la portata delle nostre azioni sul pianeta.

Rinvenuto casualmente da pescatori di spugne nel 1901 al largo dell'isola greca di cui porta il nome, il meccanismo di Anticitera si presentava come un insieme di resti corrosi e malconci di un dispositivo a ingranaggi risalente all'antica Grecia. Dal giorno della scoperta a oggi, gli esperti sono riusciti a ricostruirne la struttura e il funzionamento, combinando osservazione diretta, strumenti radiografici sempre più potenti e surface imaging. Il meccanismo riproduceva di fatto l'universo così come lo concepivano i Greci, era una macchina dotata di una mezza dozzina di quadranti per illustrare le orbite nello spazio di Sole, Luna e pianeti, e i conseguenti cicli del tempo. Nella Macchina del cosmo, il meccanismo di Anticitera diventa la chiave per capire l'astronomia e la tecnologia dell'antica Grecia e il loro ruolo nel contesto socioculturale grecoromano. Considerato a lungo un congegno eccentrico per l'epoca, le ricerche più recenti hanno mostrato che si tratta in realtà di una macchina del cosmo concepita in tarda età ellenistica sulla base di raffinate, consolidate e diffuse conoscenze meccaniche e astronomiche. Oltre a essere un capolavoro nel genere delle macchine strabilianti, create per imitare la natura senza rivelare il proprio funzionamento allo spettatore, il meccanismo era anche una sorta di manuale animato di divulgazione scientifica.

Come ci si sente a essere i primi in assoluto a predire qualcosa di inatteso riguardo l'Universo? E perché la matematica è il linguaggio perfetto per la sua descrizione? Questa è la storia di quegli scienziati che proprio grazie a formule teoriche matematiche hanno "visto" e immaginato l'esistenza di pianeti, buchi neri, onde invisibili, oscillazioni nello spazio-tempo, particelle subatomiche e persino l'antimateria: tutte cose al loro tempo ignote e che, incredibilmente, sono state poi scoperte o dimostrate sperimentalmente da altri ricercatori. Quei primi scienziati sono «i maghi», ovvero quelle menti visionarie che sanno estrarre miracolose descrizioni straordinariamente accurate da ciò che fino ad allora era solo oscurità.

Un suggestivo manifesto a favore della fisica, che nello stile di un Boezio degli anni duemila fa scoprire il potere rasserenante della contemplazione dell'universo e delle sue leggi. In un'età divisa e in perenne conflitto, Tim Radford, storico editorialista scientifico di «The Guardian», si volge verso le meraviglie dell'universo per trovare consolazione. Dal lancio della missione Voyager per approfondire la conoscenza di pianeti, stelle e galassie, all'individuazione del pianeta interamente composto da diamanti e grafite; dalla scoperta del bosone di Higgs ai tentativi di dimostrare la teoria del Big Bang, "Le consolazioni della fisica" guidano il lettore dalle più minuscole particelle alle meraviglie dello spazio profondo.

A 150 anni dalla nascita, una biografia avvincente e completa di Gugliemo Marconi, il genio inventore del wireless, la prima figura veramente globale delle comunicazioni moderne. Basato su materiali d'archivio inediti conservati in Paesi diversi e in diverse lingue, il libro di Raboy è il primo a collegare periodi significativi della biografia di Marconi: dagli esordi in Italia, ai suoi esperimenti rivoluzionari, al suo ruolo negli affari mondiali. Grazie a una combinazione di abilità, tenacia, fortuna, Marconi rese popolare - e soprattutto brevettò - l'uso delle onde radio. Fu decorato dallo zar di Russia, nominato senatore italiano e cavaliere da re Giorgio V d'Inghilterra, insignito del Premio Nobel per la fisica, il tutto prima dei 40 anni. Fino alla sua morte, avvenuta nel 1937, Marconi fu al centro di tutte le principali innovazioni nel campo delle comunicazioni elettroniche, corteggiato da potenti interessi scientifici, politici e finanziari e seguito dai media, che registrarono e pubblicarono quasi tutti i suoi discorsi. Negli ultimi dieci anni di vita, quando tornò in Italia, divenne infine un pilastro del regime fascista di Mussolini. Questa biografia mette in connessione parti significative della vita interessante e movimentata di Marconi che non erano mai state esaminate prima in un'unica opera. È la prima biografia completa, critica, attendibile e scientificamente imparziale dell'inventore, e lo colloca nel suo tempo e in rapporto al nostro.

La maggior parte dei Nobel per la medicina sono stati assegnati a ricerche sul cervello: la storia dei vincitori è la storia delle grandi conquiste della medicina e della neurobiologia negli ultimi cent'anni. Come funziona il cervello? Con quali meccanismi i neuroni ricevono i segnali dal mondo e li trasformano in sensazioni, ansie, emozioni, memorie, con un codice di comunicazione elettro-chimico impiegato da tutte le specie viventi? E in che modo il cervello produce ormoni che regolano le principali funzioni dell’organismo? La vita e la ricerca dei quaranta vincitori del premio Nobel hanno fornito risposte cruciali a queste domande. Gli autori raccontano la scoperta e la cura di numerose malattie nervose e mentali attraverso un percorso che nell’arco del Novecento e dei primi due decenni di questo nuovo millennio ha aperto il vaso di Pandora dei meccanismi, prima di allora sconosciuti, che ci servono a pensare e a essere coscienti.

Anche se fu l’americano più famoso della sua epoca e ancora oggi resta celebre in tutto il mondo, Thomas Alva Edison è per lo più ricordato soltanto per aver portato la luce elettrica in tutte le case. La sua invenzione della prima lampadina a incandescenza di uso pratico abbagliò il mondo – già stupefatto per la sua invenzione del fonografo e di decine di altre macchine rivoluzionarie – al punto da oscurare le sue scoperte successive. In tutto, questo genio dall’udito imperfetto («non sento più il canto di un uccello da quando avevo dodici anni») brevettò 1093 invenzioni, più altre, come il fluoroscopio a raggi X, che lasciò libere per il bene della medicina. In questa biografia emerge il ritratto dell’Edison sconosciuto: il filosofo, il visionario, il chimico, il botanico, il consigliere della Difesa in tempo di guerra, il fondatore di quasi 250 compagnie. Edmund Morris, lui stesso musicista, mostra tutta la sua competenza nel raccontare la cinquantennale ossessione di Edison per la tecnologia della registrazione dei suoni e i suoi pionieristici progressi nella sincronizzazione tra suoni e immagini. Morris fa inoltre piazza pulita delle teorie del complotto che presuppongono un’inimicizia tra Edison e Nikola Tesla, e dimostra come tra i due ci fosse un rapporto di mutua – sebbene circospetta – ammirazione. Sullo sfondo, tra gli innovatori in gara per i brevetti, anche Guglielmo Marconi. Illuminato da sette anni di ricerche tra cinque milioni di pagine di documenti originali conservati nell’enorme laboratorio di Edison a West Orange, nel New Jersey, e dall’accesso privilegiato alle carte di famiglia tuttora in proprietà fiduciaria, Morris è altresì abile nel far rivivere il suo protagonista – adorato, ma spesso autoritario e incurante marito di due mogli e padre di sei figli. Un grande uomo che risulta alla fine essere non un eroe sentimentale quanto una travolgente forza della natura, spinta sempre avanti da una creatività compulsiva.

Un saggio sistematico sulla crescita, in cui Smil racconta lo sviluppo di ogni forma di vita e organizzazione sulla Terra, nella natura e nella società: dai microrganismi agli imperi e alle civiltà. L'autore accompagna i lettori a partire dalle invasioni batteriche, passando per il metabolismo animale e arrivando alle megalopoli e all'economia globale. La crescita è da sempre un obiettivo, per individui e gruppi: governa la vita dei microrganismi e delle galassie; determina le capacità eccezionali dei nostri cervelli e le fortune delle nostre economie; si manifesta in incrementi annuali della crosta continentale, in un aumento del prodotto interno lordo, in un grafico della crescita di un bambino, nella diffusione delle cellule cancerose. Dalla biologia alla tecnologia, il libro percorre la storia della vita sulla Terra, dedicando ampio spazio all'evoluzione della capacità di produrre energia e agli oggetti creati dall'uomo che consentono attività economiche, segnando progressi essenziali per la civiltà. La dinamica della civiltà moderna, guidata dagli imperativi opposti della crescita materiale e dei limiti biosferici, resta incerta e difficile da governare: verso quale futuro si avvia il mondo? Una crescita senza fine non è sostenibile per una realtà fatta da risorse finite.

Una nuova prospettiva sulla formazione scientifica e filosofica di Einstein, a partire dalle sue note autobiografiche, che tracciano un quadro avvincente sull'itinerario che portò alla relatività generale. Gutfreund e Renn presentano al lettore di oggi le riflessioni del celebre fisico, seguendo il suo percorso intellettuale dall'infanzia agli ultimi anni attraverso gli scritti e la corrispondenza personale di Einstein e i saggi critici dei suoi contemporanei. Oltre alla replica di Einstein effettivamente pubblicata, sono citati vari estratti dalla prima bozza inedita in cui il grande scienziato cercò di ribattere alle osservazioni dei detrattori. Il saggio si chiude prendendo in esame un breve testo autobiografico di Einstein, scritto poche settimane prima di morire e finora inedito, in cui le sue idee rivoluzionarie sono contestualizzate nel panorama degli altri straordinari progressi scientifici compiuti nel Novecento.

Cosa costituisce la materia che ci circonda? Come si è formato il pianeta 11 Terra? Come si evolve l'Universo? Tre luminari, un fisico subatomico, un astrofisico e un geofisico, affrontano la sfida di spiegare la realtà dal microcosmo al macrocosmo. Un libro che tratta dalle particelle elementari alle stelle: per mostrarci che nella struttura della materia non c'è nulla di casuale e che il nostro mondo è un punto infinitesimo negli spazi abissali dell'Universo, tra miliardi di stelle. Il tutto impreziosito dagli ultimi risultati delle ricerche: l'esperimento Borexino ha infatti trovato la spiegazione alla millenaria domanda sul perché il Sole e le stelle brillano, tanto da essere nominato nel 2014 e nel 2020 fra i dieci più importanti risultati del mondo e da ricevere il premio Cocconi dalla Società europea di Fisica. Con prefazione di Roberto Battiston, fisico inserito nella Hall of Fame della Federazione Astronautica Internazionale.