5 personaggi che ci hanno illuminato!
- EliCreativa
- 8 feb 2019
- Tempo di lettura: 8 min
Aggiornamento: 23 giu 2022
Cos'hanno in comune un filosofo cinese, un astrofisico arabo, un matematico inglese, un astronomo tedesco e un fisico tedesco?
Sembra l'inizio di una barzelletta 😅 ma a questi cinque eroi di epoche e terre così diverse e lontane tra loro, dobbiamo l'averci aperto gli occhi sulla bellezza che ci circonda e sulla materia di cui sono fatte le stelle!
Seguitemi e capirete perché li ho definiti eroi...
Questi cinque studiosi sono rispettivamente Motze (Mozi), Ibn Alhazen, Isaac Newton, William Herschel e Joseph von Fraunhofer e scommetto, purtroppo, che come me, a meno che non siate addentro al tema, avrete magari sentito Herschel, ma quello che conoscete sicuramente è solo il matematico inglese Isaac Newton 😔.
Storia della luce e dei suoi segreti
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Introduzione
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"La vita e la grandezza del cosmo sono scritte nella luce. L'origine della bellezza e la materia di cui sono fatte le stelle, le leggi dello spazio e del tempo... tutto questo è sempre stato sotto i nostri occhi... ma non lo vedevamo!"
Non sappiamo esattamente quando, dove e chi, ma tantiiiiissimo tempo fa, qualcuno, da qualche parte, deve esser rimasto affascinato dai magici giochi della luce, forse già gli uomini preistorici...
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Motze - Cina, più di 2000 anni fa
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In Cina, più di 2000 anni fa, un filoso di nome Motze (si legge Mozi) osservò che la luce, tramite un raggio passante attraverso una piccola fessura, poteva proiettare un'immagine, fissa o in movimento, all'interno di una stanza chiusa.
E' quella che secoli dopo verrà chiamata lanterna magica e ancora più in là darà origine alla camera oscura.
Motze, maestro della luce, combatte ogni forma di oscurità, stratega geniale che usa però il suo talento per evitare le guerre: è il primo a vagheggiare l'amore universale, la fine delle ingiustizie e un governo illuminato ed è anche il primo a mettere in discussione la cieca obbedienza ai rituali e alle autorità, incredibile solo pensarlo in un paese come la Cina!
La trascrizione del sapere in Cina, ai tempi di Motze, è già praticata da 1000 anni, eppure non sappiamo praticamente nulla di lui, se non quel poco, ma abbastanza impressionante per l'epoca, che ci è stato tramandato dalle poche scritture dei suoi discepoli.
In una di queste opere, intitolata "Contro il fato", vi sono tre passi per mettere alla prova qualsiasi dottrina:
metterne in discussione le basi;
cercarvi conferma nella vista e nei sensi della gente comune;
chiedersi cosa succederebbe e quanti ne beneficerebbero se venisse applicata.
Tre punti che forse vi suonano familiari... sono giusto le basi del pensiero scientifico!
Come andò a finire? Beh... pochi secoli dopo salì al potere il primo Imperatore Qin Shi Huang, noto per 2 cose: l'esercito di 7000 guerrieri di terracotta trovato a guardia della sua tomba e l'aver fatto di un continente una Nazione che prese il suo nome, infatti Qin si pronuncia "cin", Cina.
Ovviamente Qin uniformò il paese in tutto e per tutto, moneta unica, dimensioni di carri e strade, regolamentazione di pesi e misure e... manco a dirlo, stabilisce cosa è permesso scrivere e pensare.
Secondo voi che fine avranno fatto tutti gli scritti dell'epoca, compresi quelli di Motze che professavano di ragionare con la propria testa mettendo in discussione tutto pur di conoscere e comprendere? Ci fu il primo rogo di libri della storia!
Per fortuna dei coraggiosi, molti furono sepolti vivi nella capitale, riuscirono a tramandare il pensiero di Motze e qualcosa è giunto sino a noi.
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Ibn Alhazen - Bassora (odierno Iraq) 1000 anni fa
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Molti studiosi greci e cinesi avevano già osservato le diverse proprietà della luce, ma nessuno si era ancora posto la domanda che accomuna i bambini alle grandi menti: perché?
Sulle scintille provocate da Motze, nella città di Bassora, lo studioso Ibn Alhazen, nel tentativo di conoscere le meraviglie della natura, metteva in discussione tutto e si faceva tante domande, per esempio "Perché vediamo?". Pensiero comune tra gli studiosi dell'epoca era che il motivo fossero dei raggi che uscivano dagli occhi e rimbalzavano sugli oggetti visibili, ma Alhazen era scettico: guardando al cielo le stelle erano troppo lontane!
Per fortuna in quel periodo il mondo islamico, che andava da Cordoba a Samarcanda, vive l'età dell'oro per la scienza e il sapere e invece di fare roghi, i Califfi inviano emissari in tutto il mondo sulle tracce dell'antico sapere: è grazie a loro se l'antico sapere greco è arrivato fino a noi!
Ibn Alhazen fa un esperimento piantando una tenda in pieno sole e sigillandola accuratamente in modo che solo un raggio di sole passi da un piccolo foro. Adesso sembra banale, ma avendo come strumenti solo il suo cervello e un pezzo di legno come righello, fa una scoperta che fa fare un bel balzo in avanti alla scienza: la luce si muove in linea retta e più è piccolo il foro dal quale passa, più l'immagine proiettata è nitida.
La camera oscura di Alhazen impressiona il Califfo, ma l'esperimento è visibile solo durante il giorno, di notte la luce delle stelle è troppo debole e ci vorrebbe un foro più grande per far passare più luce, ma in che modo non far apparire l'immagine sfocata?
E' stato Ibn Alhazen a capire per primo che è la luce e la quantità emessa che ci permette di vedere, ma a lui dobbiamo forse una delle cose più importanti per la scienza, le basi del metodo scientifico:
"Come cercatori della verità siate saggi nel trattenere il giudizio e non limitatevi a riporre fiducia negli scritti degli antichi, dovete metterli in discussione ed esaminarli da ogni punto di vista. Sottoponete ogni cosa ad esame dialettico e sperimentale, senza fidarvi ciecamente dell'opinione altrui, perché ogni essere umano è vulnerabile ad ogni possibile imperfezione. (...) Dobbiamo anche dubitare nelle nostre idee mentre continuiamo a indagare, per non cadere noi stessi vittime del pregiudizio!".
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Isaac Newton - 1665 ca.
Woolsthorpe-by-Colsterworth, 170km da Londra
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Nessun fenomeno da noi oggi conosciuto si comporta come fa la luce ed è impossibile spiegare le sue proprietà solo attraverso l'uso dei nostri sensi, perché le particelle di cui è composta, i fotoni, anche volendo non potrebbero andare meno veloci di come vanno.
Allora come capire cos'è la luce se per noi va troppo veloce?
Avendo come basi le scoperte di Motze, Alhazen e altri scienziati, Newton fu il primo a decifrare il mistero dell'arcobaleno: attraverso l'osservazione di un raggio di sole che colpisce un prisma di vetro, scopre che la luce del Sole, la luce bianca, è in realtà l'insieme di tutti i colori dell'arcobaleno e chiama spettro questa gamma di colori, forse perché gli apparve proprio come un fantasma o un'apparizione!
Newton però si ferma sul più bello, non apre la porta dietro la quale si cela un universo intero, porta che verrà aperta solo dopo 150 anni.
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William Herschel - Inghilterra 1800
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Ogni notte l'astrofisico tedesco Herschel, naturalizzato britannico, scruta il cielo col telescopio più potente del suo tempo e di giorno effettua esperimenti. Sa dagli studi di Newton che la luce del sole è composta da colori diversi e tutti sappiamo che la luce è anche calore, perché lo proviamo sulla nostra pelle.
La domanda che Herschel si pone è: alcuni colori dello spettro portano maggior calore di altri?
Nel suo esperimento lo scienziato pone due termometri diversi sotto la luce del sole filtrata da un prisma, cioè sotto lo spettro arcobaleno newtoniano: un termometro lo pone sotto la luce blu, a seguire uno sotto la luce rossa e, come controllo, ne posiziona un terzo (il primo da sinistra nella foto soprastante) al buio, oltre la luce rossa.
Herschel annota le temperature dei tre termometri in sequenza, a diverse ore del giorno, segnando sempre quindi anche la temperatura di controllo del termometro non illuminato.
La mattina i tre termometri segnano tutti la stessa temperatura, ma al tramonto succede qualcosa di completamente inaspettato per Herschel: non solo il termometro sotto la luce rossa segna una temperatura maggiore rispetto a quello posto sotto la luce blu, ma il terzo, oltre la luce rossa, che non era affatto illuminato e doveva fare solo da controllo, segnava una temperatura ancora maggiore! Pensò subito che quel termometro aveva qualcosa che non andava e invece...
Sir Frederick William Herschel è il primo a scoprire quella presenza misteriosa, appena sotto il rosso nello spettro luminoso, che proprio per questo prenderà il nome di infrarosso, infra dal latino infatti vuol dire sotto.
L'infrarosso effettivamente è invisibile ai nostri occhi, ma è il calore che sentiamo sulla nostra pelle!
Ma ancora altre meraviglie sono nascoste nello spettro arcobaleno della luce del Sole e è incredibile come ogni scoperta effettuata fino agli infrarossi, da uomini completamente diversi e distanti tra loro, sia essenziale come base per le future scoperte!
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Joseph von Fraunhofer - Inghilterra 1800
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Nello stesso periodo in cui Herschel scopre i raggi infrarossi, un giovane Joseph von Fraunhofer lavora in una fabbrica del vetro mescolando senza sosta calderoni di sostanze chimiche tossiche.
Orfano dall'età di 11 anni, viene affidato ad un severo padrone, Philipp Anton Weichelsberger, vetraio presso la Corte di Baviera, che gli impedisce di andare a scuola, lo costringe tutto il giorno a lavorare alla produzione del vetro e alla sera lo sfrutta come servo in casa, ma improvvisamente...
La casa di Weichelsberger crolla e il Principe Massimiliano, futuro Re di Baviera, accorre sul posto per i soccorsi, cosa rara per i sovrani dell'epoca, e conosce il giovane Fraunhofer. Lo prende sotto la sua ala, permettendogli di studiare all'Istituto di Ottica.
Nel 1814, all'età di 27 anni, Joseph von Fraunhofer inventa lo spettroscopio ed è il più grande progettista mondiale di lenti di alta precisione, telescopi e strumenti ottici. Agli inizi dell'800 queste sono tecnologie di alto livello top secret.
Fraunhofer si chiede quale vetro sia migliore, come sia possibile osservare meglio lo spettro prodotto da un prisma e come fa un prisma a scomporre un raggio di sole nell'arcobaleno di colori che vediamo?
Quando la luce viaggia nell'aria, o nello spazio, tutti i colori si muovono alla stessa velocità, ma quando colpisce un vetro con un angolo preciso (v. immagine), la luce rallenta e cambia direzione: dentro il prisma ogni colore viaggia ad una diversa velocità, nel vetro le onde più lente, più corte, sono le violette, mentre le onde luminose più veloci, più lunghe, sono quelle rosse. E' proprio questa variazione di velocità a separare i colori e che ci fa vedere l'arcobaleno!
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"Il colore è il modo in cui l'occhio umano
percepisce l'energia della luce intorno a noi"
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Fraunhofer scopre quello che Newton era riuscito ad intuire, ma non era riuscito a provare, l'incontro tra fisica ed astronomia, la nascita di quel campo chiamato astrofisica.
Con un telescopio equipaggiato con lenti potenti e di alta precisione Fraunhofer riesce a vedere nello spettro arcobaleno, quello che Newton non poté vedere, delle sottili linee nere verticali tra i colori e si chiede "Perché?".
Passa un secolo di ipotesi e discussioni prima di arrivare a capire che quelle sottili linee nere verticali sono un codice segreto per ogni materia: sono le ombre lasciate dall'assorbimento di una particolare lunghezza luminosa da parte di una specifico materiale.
Materiali diversi assorbono la luce in modi diversi, per questo ogni materia, ogni elemento, ha il suo specifico spettro.
Ecco perché si può osservare lo spettro di un qualsiasi oggetto, sulla Terra, o nello Spazio e capire di cosa è fatto: le linee di Fraunhofer sono la firma atomica degli elementi che compongono la materia.
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Conclusioni
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Motze, Alhazen, Newton, Herschel, Fraunhofer, tutte le loro scoperte ci hanno permesso di scoprire di cosa è fatta l'atmosfera di pianeti e stelle lontane, di studiare galassie lontane milioni di anni luce e di conoscere non solo la loro composizione, ma anche il loro moto, perché le linee nere del loro spettro ci rivelano anche se si avvicinano o si allontanano, per questo sappiamo che l'universo si espande!
Ma forse la più grande scoperta della spettrografia è di averci mostrato ciò che non si vede, cioè l'universo di materia oscura: è sei volte più pesante dell'universo conosciuto ed è fatto di una sostanza misteriosa che non emette, riflette, o assorbe alcun tipo di luce e sappiamo che c'è solo perché ha una sua gravità che tiene insieme le galassie e accelera il movimento delle stelle al loro interno.
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Tutto l'universo visibile è fatto degli stessi elementi:
pianeti, galassie, noi stessi e ogni forma di vita!
Ecco perché, siamo polvere di stelle!
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Fonte
Cosmos: odissea nello spazio, Episodio 5, Scoperte illuminanti
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