Quando la scienza incontra il soprannaturale
In questo periodo dell’anno, quando le ombre si allungano e le storie di fantasmi diventano protagoniste, ci troviamo a riflettere su come la scienza possa dialogare con il soprannaturale. Immaginate di trovarvi in una dimensione simile a quella di “Ai confini della realtà”, dove la scienza e la superstizione si intrecciano. Per i prossimi mille parole, vi invitiamo a considerare l’esistenza dei fantasmi. Cercheremo di costruire un caso su come i fantasmi possano operare all’interno delle leggi naturali dell’universo, prima che la fisica, la più spaventosa di tutte le scienze, venga a interrompere il nostro divertimento.
I Fantasmi e la Biologia
Perché i fantasmi sono prevalentemente umani?
Una domanda interessante da porsi riguarda il motivo per cui i fantasmi, nelle storie e nel folklore, siano quasi esclusivamente umani, e più precisamente, Homo sapiens. Non c’è nulla nella nostra biologia o fisiologia che ci distingua in modo univoco per questo compito rispetto ad altre specie. Dove sono i fantasmi dei Neanderthal che vagano per l’Europa? Perché l’oceano non è popolato dai fantasmi di delfini e orche con affari in sospeso tra le foreste di alghe? E i bracconieri, non dovrebbero essere perseguitati dai fantasmi delle grandi scimmie che hanno ucciso violentemente? Queste sono domande che emergono quando si considera la biologia, ma per ora, concentriamoci sulla fisica.
I Fantasmi e le Forze della Natura
Le quattro forze fondamentali
Nel nostro universo, esistono quattro forze fondamentali: la gravità, l’elettromagnetismo, e le forze nucleari forte e debole. Ogni cosa nella realtà interagisce con almeno una di queste forze. Un esempio interessante è la materia oscura, una sostanza ipotetica che permea lo spazio e supera la materia normale in un rapporto di cinque a uno. Si ritiene che interagisca solo attraverso la gravità.
Interazione dei fantasmi con le forze
Per quanto riguarda i nostri spiriti spettrali, dovrebbero almeno interagire con la gravità, altrimenti ci sarebbe un residuo elicoidale di fantasmi nello spazio, simile a una scala a chiocciola, poiché la Terra orbita attorno al Sole e il Sole si muove con l’intero sistema solare. Tuttavia, i nostri telescopi e le nostre navicelle spaziali non hanno rilevato tale traccia.
Un’altra forza che certamente interessa ai fantasmi è l’elettromagnetismo. A volte sono visibili, anche se non è chiaro se emettano o riflettano luce. Possono toccare e muovere oggetti, quindi c’è una fisicità che può essere espressa solo attraverso interazioni elettromagnetiche. Inoltre, sono traslucidi, il che indica una sostanza fisica di qualche tipo, suggerendo che potremmo avere a che fare con una o entrambe le altre due forze. Perché i fantasmi siano reali, devono rispettare le regole dell’universo. Le forze fondamentali impongono limiti piuttosto stringenti.
I Fantasmi e la Meccanica Quantistica
La teoria dei fantasmi di D.A. Wright
Nell’antologia “A Random Walk in Science”, D.A. Wright ci delizia con un saggio intitolato “A Theory of Ghosts”. Parte dall’assunto che i fantasmi possano attraversare muri e porte, ma rimangano confinati all’interno delle spesse mura esterne di castelli e vecchi edifici, permettendoci di fare alcuni intriganti calcoli di meccanica quantistica.
Il concetto di particella intrappolata
Un esercizio standard in meccanica quantistica è una particella intrappolata all’interno di un pozzo di potenziale. La particella non ha l’energia per superare le “pareti” di questo pozzo, quindi rimane intrappolata all’interno, anche se ha la capacità, occasionalmente, di attraversare le pareti, se non sono troppo spesse. Questo suona piuttosto adatto al concetto di un fantasma, non è vero?
Le condizioni sono così meravigliosamente stringenti che Wright può calcolare la massa di un fantasma: circa 10 trilioni di volte meno di un singolo elettrone. In pratica, i fantasmi non possono essere spaventosi o sollevarti, perché qualsiasi resistenza da parte tua potrebbe facilmente accelerarli fuori dal sistema solare.
I Fantasmi e le Approssimazioni
La fragilità della fisica dei fantasmi
Per far funzionare la scienza nelle sezioni precedenti, abbiamo dovuto tagliare angoli e prendere libertà creative. Se si inizia a esaminare attentamente ogni aspetto, si vedrà quanto sia fragile la fisica costruita di un fantasma.
L’impossibilità del passaggio attraverso i muri
Ad esempio, anche se i fantasmi sono immateriali, fatti magicamente di luce, non possono attraversare i muri finché li vediamo. Se fossero fatti di onde radio o microonde, certo, è così che il Wi-Fi si muove attraverso una casa, ma non vediamo il Wi-Fi e non vedremmo nemmeno i fantasmi.
L’esempio scherzoso del tunneling in meccanica quantistica non potrebbe funzionare finché i fantasmi fossero fatti di qualcosa. Sarebbe come cercare di attraversare un muro. Sì, esiste la possibilità che, mentre corri verso il muro, tutte le tue particelle si allineino in modo da poter attraversare detto muro… ma la probabilità è così vicina a zero che è più facile scommettere sul tuo naso rotto. Anche riducendo drasticamente il numero di particelle del fantasma, ci vorrebbe un’enorme coordinazione per farlo accadere, e ciò significa energia.
I Fantasmi e la Termodinamica
Le leggi della termodinamica
O le ben testate leggi della termodinamica sono reali, o lo sono i fantasmi. Sono più incline a non credere alle prime, piuttosto che a credere ai secondi.
Il dilemma energetico dei fantasmi
Ecco perché abbiamo lasciato la branca più spaventosa della fisica per ultima: la termodinamica. Le leggi della termodinamica ci dicono come l’energia viene trasferita (mai creata né distrutta) e come l’entropia tende ad aumentare in un sistema isolato. Non possiamo nemmeno raggiungere lo zero assoluto o creare ordine (ridurre l’entropia) senza sprecare energia.
In sostanza, ci spiegano che l’universo è un grande gioco: non possiamo vincere (nessuna energia dal nulla), non possiamo pareggiare (l’entropia aumenta) e non possiamo nemmeno lasciare il tavolo. I nostri fantasmi basati sulla fisica devono affrontare questa sfida impossibile.
Il paradosso dei fantasmi caldi
Se esistono nell’universo, i fantasmi devono obbedire alle leggi della termodinamica. Per esistere, un fantasma deve attingere energia da qualcosa e spenderla per fluttuare, cambiare forma e attraversare i muri, il che significa che deve anche rilasciare tale energia.
Non per essere troppo drammatici, ma i fantasmi sono caldi, se devono essere reali. Quando i programmi televisivi soprannaturali mostrano punti freddi nelle telecamere a infrarossi, si tratta di una corrente d’aria. Un vero fantasma che obbedisce alle leggi della fisica deve essere caldo.
Il mistero delle candele tremolanti
Poiché siamo in tema di tropi, che dire delle candele tremolanti e simili? Le Spooky Science Sisters ci hanno dato un fantastico spunto: l’infrasuono, frequenze più basse di quelle che un essere umano può sentire, può far tremolare le candele.
La correttezza della termodinamica è il motivo per cui invecchiamo, perché è più facile rendere una stanza disordinata che riordinarla, e perché le cose si rompono col tempo. E questo è molto più inquietante e sconvolgente a lungo termine di qualsiasi fantasma.
