Rizzoli: BUR Le scoperte, le invenzioni

Uno dei più profondi misteri del nostro universo è costituito dal problema della sua origine: il Big Bang ci spiega la sua nascita, ma cosa ci predice della sua fine? Roger Penrose, premio Nobel per la Fisica nel 2020, si interroga su questa domanda da tutta una vita, da quando era allievo a Oxford e compagno di studi di Stephen Hawking. Sfruttando e rileggendo in modo originale le più grandi scoperte degli ultimi decenni – dalla materia all’energia oscura, fino ad arrivare alla radiazione cosmica di fondo ai buchi neri – Penrose azzarda una nuova teoria unitaria detta CCC, “cosmologia ciclica conforme”, nella quale ci spiega la storia dell’universo come una (infinita) successione di eoni, dove la fase finale dell’uno coincide con l’inizio di quello seguente. Risolvendo così una serie di incongruenze date dalla teoria della continua espansione, Roger Penrose descrive in uno stile illuminante e comprensibile, ma ricco di apparati e possibilità di approfondimento per i lettori più esperti, una teoria che è una sorta di eterno ritorno dell’uguale cosmologico, compiendo ulteriori passi avanti nella scoperta del nostro universo e aprendo a prospettive di studio completamente nuove.

A tutti noi è stato insegnato che le scorciatoie sono qualcosa di sospetto, se non addirittura sbagliato o pericoloso: un trucchetto sleale, una soluzione per gli scansafatiche sempre pronti a "barare" o magari una deviazione adatta solo ai meno cauti. In ogni caso, niente di più lontano dalla matematica, con i suoi calcoli precisi - e un po' noiosi - da svolgere un passo alla volta. Ma è davvero così? Uno studioso e divulgatore del calibro di Marcus du Sautoy non è affatto d'accordo. Anzi, secondo lui la matematica è il regno del pensiero strategico, quello che ci porta al risultato richiesto nel tempo più breve e con il minor dispendio di energie possibile. Imboccando, insomma la stessa via seguita da Madre Natura. E non è un caso se gran parte di ciò che chiamiamo "progresso" sia nato proprio dalla capacità di semplificare un certo compito: dobbiamo tantissimo infatti a quei "pigri" che hanno trovato la soluzione meno faticosa per affrontare i grandi problemi, dalle tecniche per costruire le grandi città sorte cinquemila anni fa al calcolo infinitesimale applicato all'ingegneria rinascimentale, fino agli algoritmi informatici in grado di aiutarci a trovare la strada giusta. Con la sua indubbia competenza e il suo inconfondibile piglio ironico, du Sautoy ci insegna come funzionano le scorciatoie mentali e quali sono le strategie per risolvere con creatività i problemi che affrontiamo ogni giorno.

Perché una mela cade dall’albero anziché galleggiare nello spazio? Be’, è merito – o colpa – della gravità, lo sappiamo tutti. A scuola ci hanno insegnato che è questa forza a tenerci agganciati alla superficie del nostro pianeta, mentre lui ruota su se stesso e intorno al Sole. Ma il nostro corpo conosceva la gravità ben prima che la incontrassimo sui libri di testo: appena venuti al mondo sapevamo già reagire ai suoi stimoli, e di lì a qualche anno abbiamo imparato a gestirla senza nemmeno pensarci, magari mentre… corriamo giù per le scale. Insomma, il nostro rapporto con la gravità dura letteralmente da una vita, ed è anche l’unica interazione fondamentale della fisica di cui siamo coscienti. Eppure, quanto la conosciamo davvero? E sappiamo davvero cosa sia lo spazio-tempo? Siamo pronti ad accettare che il tempo possa accelerare o rallentare a seconda del luogo in cui ci troviamo? Sappiamo cosa sono le onde gravitazionali, o come funziona un buco nero? In questo libro Luciano Rezzolla – l’astrofisico italiano che ha realizzato per primo, assieme ai colleghi del progetto Event Horizon Telescope, delle immagini fotografiche di un buco nero supermassiccio – ci accompagna con piglio divertito ed enorme passione alla scoperta dei più profondi misteri del cosmo, guidandoci passo dopo passo a scoprire la verità su un fenomeno che, prima ancora di attrarre i nostri corpi, attira da sempre la nostra curiosità.

Cosa sappiamo davvero del pianeta che abitiamo, del cosmo che lo ospita, della loro nascita ed evoluzione? Una domanda solo in apparenza elementare, che nasconde in realtà la sfida più difficile, ma anche più nobile della storia dell'uomo: il progresso verso la conoscenza. Un progresso che ci sta aprendo orizzonti straordinari - reso possibile da scienziati a volte incompresi, capaci di superare convinzioni errate - fatto di esperimenti ambiziosi, di ricerche liquidate come impossibili e, appunto, delle grandi domande a cui vogliamo dare una risposta. Cosa sono il tempo e lo spazio? Come sono collegati al Big Bang? Qual è il nostro posto nell'universo? Da dove veniamo? Cosa ci attende in futuro? Siamo una specie interplanetaria o addirittura interstellare? Quali sono i confini attuali della cosmologia, dove potrà spingersi il nostro sapere nei prossimi anni e decenni? Fisico sperimentale tra i più importanti del panorama internazionale, già direttore dell'Agenzia Spaziale Italiana e responsabile di studi che hanno indagato i misteri del cosmo (per esempio quello coordinato assieme al premio Nobel C.C. Ting), Roberto Battiston è anche un divulgatore capace di guidarci con mano esperta e piglio narrativo alla scoperta dei più profondi misteri dello spazio. Questioni spinose - come la composizione di energia e materia oscura, la cui esistenza possiamo esplorare solo attraverso calcoli matematici e osservazioni indirette - e figure di spicco, scienziati semidimenticati e intuizioni rivoluzionarie, grandi conquiste e passi ancora da compiere, convinzioni ormai superate e nuove rivelazioni che si affacciano all'orizzonte... Da sempre in prima linea nelle ricerche più avanzate, Battiston è pronto a svelarci tutto questo e molto di più, delineando per noi lo sconcertante percorso intellettuale che ci ha portati all'attuale comprensione dell'universo, e intrecciando alle scoperte più recenti la passione e l'ambizione degli uomini che le hanno rese possibili.

“Siamo soli nell’universo?” è una domanda che lascia un senso di vertigine a chiunque. Amedeo Balbi se la pone fin da bambino, e oggi che è diventato un astrofisico, quando ammira il cielo stellato, non smette di porsela. Che cosa potrebbe dire a quel bambino per non deluderlo? Una risposta definitiva non c’è ancora, però la scienza ha fatto formidabili balzi in avanti e oggi abbiamo molti elementi nuovi per orientarci in quel luogo pieno di mistero e meraviglia che è l’universo. Questo libro è un volo emozionante, con qualche deviazione tra filosofia e storia della scienza, alla scoperta di queste ultime acquisizioni: fra le altre cose, Balbi ci dà un’idea realistica – e da far scoppiare la testa! – delle distanze siderali, ci spiega in quali particolari condizioni possa fiorire la vita (magari finora non l’abbiamo cercata nel posto giusto!) e ci elettrizza facendoci seguire le sonde nello spazio e rivelandoci l’esistenza di un numero incommensurabile di pianeti extrasolari. Dove sono tutti quanti? è una rara combinazione di rigore scientifico, chiarezza divulgativa e passione, una lettura che ci porta lontanissimo nel cosmo ma ci fa anche riflettere su noi stessi. Perché scoprire se siamo soli nell’universo è un tassello fondamentale per capire chi siamo.

In un'epoca di sconvolgimenti globali - pandemici, climatici, sociali e politici - la scienza è il filo d'Arianna. Solo un forte ritorno di fiducia collettiva e di investimenti nella ricerca guiderà la società fuori dal labirinto e la sua intelligente resilienza ci proietterà ancora una volta verso il futuro. Sfruttando lo sguardo a vasto raggio del Consiglio Nazionale delle Ricerche, ente di ricerca numero uno in Italia e tra i principali in Europa e nel mondo, che nel 2023 celebra i primi cent'anni, Massimo Inguscio e Gabriele Beccaria viaggiano dal passato al presente, verso il domani, esplorando le nuove frontiere: Intelligenza Artificiale, super-computer, tecnologie quantistiche, biomedicina, climatologia, bio-economia, digital humanities. Scopriremo come si imita la capacità delle piante di trasformare la luce in energia e cibo. Esploreremo le personalità multiple dell'Intelligenza Artificiale e le opportunità controintuitive delle tecnologie quantistiche. Accarezzeremo alcune idee anticonvenzionali per metterci al sicuro dai disastri climatici e indagheremo come si dà la caccia ai virus. Studiando i cervelli biologici, approderemo a quelli sintetici per spingerci sulla Luna, Marte e oltre. È un viaggio verso un domani che prende forma adesso e che ha bisogno della libera creatività di ricercatrici e ricercatori, di strategie multidisciplinari e di una ritrovata consapevolezza da parte delle élite politiche e imprenditoriali. Tutto ciò dipenderà dalla capacità di tutti noi di comprendere il vero valore della scienza, compiendo uno sforzo di immaginazione e volontà, lasciandosi conquistare dalla meraviglia che la ricerca scientifica e la tecnologia sanno suscitare.

Il cervello umano è un organo in continuo sviluppo, che da poche cellule nervose arriva a cento miliardi di neuroni. Il suo sviluppo non è solo quantitativo ma anche qualitativo e funzionale, non si arresta al termine della crescita e prosegue fino alla vecchiaia. Questo sviluppo segue tappe ben riconoscibili, e ogni cervello cresce in base al programma genetico racchiuso nel DNA, ma anche a un'irripetibile esperienza ambientale. In questo libro, i due autori mettono in comune le loro competenze specifiche per mostrare, con gli strumenti congiunti delle neuroscienze e della psicologia, come maturano le diverse aree cerebrali e come vengono acquisite le abilità percettive, motorie, cognitive e affettive.

Tutti i grandi protagonisti della storia della scienza hanno gualcosa in comune: un'ingenua, entusiastica curiosità, l'abitudine di osservare, la consapevolezza di non possedere a priori la verità. È l'atteggiamento dei "cercatori di meraviglia" che da sempre anima chi tenta di capire il mondo interrogando direttamente la natura (con risultati migliori dopo Galileo, grazie all'uso sistematico del metodo sperimentale). Per mostrare guesto approccio in azione, Amedeo Balbi, astrofisico e divulgatore, ha individuato sei grandi domande che potrebbe porre anche un bambino (La Terra si muove o sta ferma? Perché le cose cadono verso il basso? Cos'è l'elettricità? Cos'è il calore? A che velocità viaggia la luce? Di cosa è fatta la materia?) e racconta come nei secoli gli scienziati si siano cimentati a rispondere. Arriva così a intessere storie affascinanti come quelle di Faraday, il libraio che inventò la dinamo, o di Becquerel, scopritore della radioattività, o di Cavendish che "pesò la Terra", solo per citarne alcune. E, in tutto questo, ci dimostra che la scienza non è una materia fredda e asettica, ma un percorso appassionante fatto da persone in carne e ossa, innamorate dell'universo e con l'ossessione di capirlo.

Da oltre un secolo la storia della fisica teorica sembra essere dettata da una marcia inarrestabile di trionfi. L'universo in cui viviamo è stato rivoluzionato dalle grandi teorie del XX secolo: la relatività di Einstein e la meccanica quantistica hanno prodotto una spinta propulsiva alla ricerca della Teoria del Tutto che ha portato a conseguire risultati clamorosi: il modello cosmologico standard ci ha permesso di definire l'evoluzione dell'universo dal Big Bang fino a immaginare i suoi possibili destini ultimi, mentre l'imponente architettura matematica fornita attraverso la teoria delle stringhe ci offre una visione elegante della struttura essenziale della materia e dello spaziotempo. Ma tutte queste teorie saranno vere? Saranno corrette? Saranno quelle che, un domani, ci permetteranno di capire meglio e più approfonditamente il mondo in cui viviamo? Il premio Nobel per la fisica Roger Penrose ci mostra, e dimostra, che le cose potrebbero non stare esattamente così. Con lo sguardo penetrante, l'originalità di pensiero e l'indipendenza di giudizio che da sempre ne contraddistinguono la ricerca scientifica e l'opera di divulgazione, anche in questo saggio, già pubblicato da Rizzoli col titolo "Numeri, teoremi & minotauri", Penrose ci fornisce una smisurata conoscenza degli argomenti trattati e una visione unitaria di ricerche, solo apparentemente molto distanti.

Dalla fine del XIX secolo, grazie alla lungimiranza del suo direttore e all'interesse per l'astronomia di due ereditiere americane, l'osservatorio di Harvard iniziò ad assumere alcune donne, creando un settore di occupazione femminile piuttosto insolito per l'epoca, a maggior ragione nel baluardo maschile di quell'università. Le signore dell'"harem" - a volte il gruppo era indicato con questo nomignolo vagamente dispregiativo - avevano età molto diverse ed erano esperte in matematica, astronome dilettanti o mogli, sorelle e figlie dei professori. Alcune avevano un titolo di studio, altre erano solo delle appassionate. A loro venne affidato il compito di analizzare i risultati di un progetto fondamentale per l'osservatorio: fotografare sistematicamente il cielo nell'arco di decenni. Immerse in un vero e proprio "universo di vetro" composto da circa mezzo milione di lastre fotografiche, queste donne contribuirono a gettare le basi della moderna astronomia: elaborarono un sistema di classificazione delle stelle tuttora in uso, fecero alcune ipotesi fondamentali sulla composizione chimica degli astri e definirono una scala per la misurazione delle distanze nello spazio. Una vicenda quasi sconosciuta, ma fondamentale per la storia della scienza, che viene raccontata da Dava Sobel grazie anche ai testi inediti dei diari e delle lettere delle protagoniste. Questo libro è stato pubblicato nel 2017 da Rizzoli con il titolo "Le stelle dimenticate".

La matematica è un prodotto dell'ingegno umano o una sua scoperta? E se si tratta di invenzione, come può rispecchiare così bene le regole di funzionamento del mondo? Su queste domande gli studiosi riflettono da sempre: da Pitagora a Einstein, fino ai giorni nostri. Più le nostre conoscenze scientifiche si sviluppano e più ci rendiamo conto che formule elaborate dalla ricerca pura, anche molto prima che se ne intravedesse un uso pratico, descrivono con precisione le leggi dell'universo. La matematica sembra addirittura in anticipo sulle altre scienze: onnipresente e onnisciente, come solo una divinità potrebbe essere. Qual è il mistero di tanta "Irragionevole efficacia"? In questo libro, Mario Livio cerca di chiarire alcune caratteristiche essenziali della matematica, e del suo rapporto con la realtà che possiamo osservare, seguendo in un percorso cronologico quei concetti che ci forniscono la chiave per la comprensione del cosmo. E racconta con vivace curiosità le avventure, i pensieri e gli accesi dibattiti delle grandi menti del passato: geni che non a caso furono insieme matematici e mistici, astronomi, fisici, sociologi e alchimisti. Secoli di interrogativi, conclude l'autore, ci hanno regalato almeno una certezza: se Dio esiste, di sicuro è un matematico integralista.