“L’energia è materia liberata, la materia è energia in attesa di accadere”
Bill Bryson
Sono la stessa cosa?
Se siamo intenzionati a capire e comprendere l’Universo come siamo interessati a cogliere ogni evento che accade nel corso della nostra vita, il primo passo da fare è indubbiamente quello di abbandonare l’errata idea che ogni singola cosa che compone la realtà sia esattamente come la vediamo, perché non è così.
Ci sono molti segreti da svelare, misteri da approfondire e verità da scoprire. Si tratta di verità che le antiche tradizioni spirituali hanno da sempre divulgato e che la scienza contemporanea sta confermando.
Spesso si dice che la prima impressione può ingannare o che l’abito non fa il monaco, giusto? Sicuramente anche in questo caso dobbiamo liberare la mente dalle nostre convinzioni e lasciarci guidare in questo meraviglioso viaggio alla scoperta della materia e dell’energia che compongono l’Universo.
Fatta questa premessa c’è una domanda da fare: materia ed energia sono la stessa cosa? Per poter rispondere è necessario prima di tutto stabilire cosa sia la materia e cosa sia l’energia.
Materia e Energia: il concetto di dualismo
Di solito si tende a pensare che la materia sia qualcosa di solido, ma in realtà non è così. Prendiamo ad esempio la luce. Nella nostra percezione la luce è energia ma secondo la Fisica è anche materia. Questo porta in rilievo un concetto molto importante: quello di dualismo secondo cui le cose possono manifestarsi sotto forma di massa e sotto forma di energia.
Il dualismo è un fenomeno di grande interesse nella misura in cui ci conduce nel mondo delle probabilità, del possibilismo e del dinamismo facendoci oltrepassare il nostro approccio assolutista e dogmatico.
La Fisica ha studiato approfonditamente il concetto di materia scoprendo che ciò che noi definiamo materia in realtà è solamente una piccola percentuale di tutto ciò che esiste. Vediamo in dettaglio cosa significa.
Materia ordinaria e materia oscura
La materia è costituita da un 5% di materia ordinaria che rappresenta un insieme di onde e di particelle. Questa materia però, non corrisponde alla materia che noi istintivamente conosciamo e vediamo perché quello che conosciamo noi è solo l’1%, un’esigua percentuale.
La materia ordinaria infatti compone intere galassie con i pianeti e le stelle. Una percentuale elevata però di questa materia ordinaria è nascosto sotto forma di gas caldo in quella che è stata definita “rete cosmica dell’Universo”. La rete cosmica dell’Universo è una intricata rete di filamenti e nodi in cui le galassie sono distribuite.
Quasi tutta la materia ordinaria si trova all’interno di questi filamenti universali in forma di gas caldo. La materia ordinaria non è però l’unica materia esistente.
Oltre alla materia ordinaria infatti esiste anche la materia oscura che rappresenta il 25 % della materia, una percentuale indubbiamente più rilevante della precedente.
La Fisica classica ci ha sempre detto che nello spazio un oggetto in movimento continua perennemente il suo moto perché non c’è attrito o altre forze che si oppongono al movimento.
Nelle esperienze fatte dalla Nasa con le spedizioni spaziali, come le capsule spedite su Marte o verso il Sole, si era visto che c’era un fluido che rallentava la corsa, che creava un attrito. L’universo quindi non poteva essere vuoto e ciò che creava attrito era proprio la materia oscura.
Ma cos’è la materia oscura? La materia oscura è fortemente legata ai processi fatti in Cosmologia, la branca più affascinante della Fisica che studia la nascita e l’evoluzione dell’Universo.
Muovendo alcuni passi nella storia, si può affermare che fino alla metà del ‘900, si era certi che almeno la metà della massa dell’intero Universo albergasse nelle stelle… mentre oggi siamo a conoscenza che solo il 4% della massa universale risiede in esse.
La restante parte, indubbiamente meno irrisoria, non è visibile ed è stata appunto battezzata materia oscura. Una materia quindi diversa, ancora insondabile che esula dalle caratteristiche della materia che conosciamo e vediamo.
Oltre la materia oscura: l’energia oscura
Oltre alla materia oscura però esiste anche l’energia oscura. L’energia oscura costituisce il 70% della densità dell’Universo quindi ne rappresenta la parte più rilevante.
La particolarità dell’energia oscura consiste nel fatto che oltre a non essere classificabile con le vecchie classificazioni di energia, agisce come una gravità negativa ovvero che mira a far espandere l’Universo.
Nel corso degli anni ‘30 Einstein, deciso a formulare la sua teoria sulla relatività, scelse di inserire al suo interno una costante che battezzò “costante cosmologica”. Semplificando, questa costante rappresenta l’energia associabile allo spazio vuoto e quindi presente in ogni parte dell’Universo.
La formula della relatività di Einstein, E=Mc2, ci parla della massa che rimanda alla materia ordinaria. E (energia), m (massa) e c (la velocità della luce nel vuoto). Sostituendo le parole ai simboli, leggeremo che l’energia equivale alla massa moltiplicata per la velocità della luce al quadrato. Che cosa significa?
Significa che una piccola quantità di materia contiene, e al tempo stesso può rilasciare, una enorme quantità di energia.
Da un lato è una formula matematica, perché mi dice quanta energia posso ricavare da un 1 grammo di massa, ma non mi dice che tipo di energia ottengo. Dall’altro lato mi dice che energia e massa sono la stessa cosa; il simbolo = (uguale) sta ad indicare che c’è una uguaglianza ma anche una separazione. Di conseguenza quando noi osserviamo le cose le possiamo vederle o sotto forma di energia oppure sotto forma di massa.
Il campo dell’energia oscura sebbene sia ancora poco cristallino è un campo molto intrigante a cui diversi cosmologi dedicano i loro studi sperando un giorno di riuscire a saperne di più.
Ma alla fine, cosa sono propriamente materia ed energia?
Energia e materia: definizioni ancora in sospeso
Se ci rifacciamo alla definizione in termini fisici di energia, vediamo che quest’ultima è definita come la capacità di un corpo o di un sistema di compiere un lavoro a prescindere dal fatto che questo lavoro possa essere compiuto oppure no. Facile, almeno così sembra. Ma in realtà non lo è.
L’energia di un corpo è definita come la sua capacità di svolgere un lavoro.
Ad esempio, secondo la Fisica, tenere sollevato un oggetto pesante non è un lavoro perché non viene prodotto un cambiamento nello stato delle cose, ma se quello stesso oggetto lo sollevo da terra e lo porto in alto, quello verrebbe considerato lavoro perché avviene un cambiamento nello stato delle cose.
L’energia ha a che fare con il concetto di moto e cambiamento… vediamo di conseguenza in che modo cambia, più che altro che vesti assume. Energia nucleare, energia chimica, energia meccanica, energia elettrica, energia di moto sono solo alcune delle forme di energia che conosciamo.
Nonostante tutte le forme che l’energia può assumere ed in cui si può manifestare, non viene però ancora detto cos’è bensì solo cosa è capace di fare.
Muovendoci anche a livello intuitivo sappiamo che l’energia esiste e ce lo dice anche la scienza. Facciamo un esempio: “Oggi sono stanco, sono senza energia”. Il significato di questa frase è: sono stanco quindi non riesco a produrre lavoro ma rimanda anche ad un concetto astratto di energia che in qualche modo è presente dentro di noi ed è l’energia vitale. Anche in questo caso tutti sappiamo cosa intendiamo con energia vitale ma nessuno l’ha mai definita in maniera precisa.
Energia e materia sono la stessa cosa?
Se restiamo nella materia ordinaria, energia e massa sono la stessa cosa ma se usciamo dalla materia ordinaria, ad oggi nessuno è stato in grado di definire cosa sia l’energia. Abbiamo definito solo cosa può fare e lo stesso vale per la materia; rimane quindi un interrogativo ancora in sospeso.
Quel che è certo è che quanto detto ci fa capire che non siamo soli bensì tutti accomunati dallo stesso destino e che non siamo meri spettatori dell’Universo, ne facciamo parte.