La vita è tutta un’onda?

L'onda "più conosciuta"

A tutti noi sarà capitato, almeno una volta nella vita, di rimanere incantati ad osservare il movimento delle onde del mare, ma che cos’è davvero un’onda?
La risposta, tutt’altro che banale, ci apre le porte di un universo inaspettatamente variegato. Dalla descrizione delle onde che tutti possiamo vedere, come quelle del mare o dei laghi e dei fiumi, alle onde meno evidenti, ma fondamentali per noi perché attraversano il nostro corpo: si pensi alla circolazione sanguigna o alla digestione. E ancora: quando ascoltiamo la musica, cuciniamo al microonde o semplicemente ammiriamo i colori della natura in una bella giornata di sole, abbiamo sempre a che fare con onde sonore, elettromagnetiche e luminose. Ma ci sono anche onde violente, dalle conseguenze terribili: le onde d’urto delle esplosioni e quelle sprigionate da terremoti e tsunami. Se accendiamo il televisore ci accorgiamo che spesso “va in onda un'onda“. E a proposito di ciò che va in onda in televisione, una parte della “neve” che vediamo sullo schermo quando non è sintonizzato su nessuna stazione tv, non è forse un effetto dovuto alla radiazione cosmica di fondo, che ci arriva dai primi momenti dell’universo, prodotta dal big bang?
Tutti i tipi di radiazione sono onde e differiscono tra loro per la lunghezza. Ad un estremo, delle onde corte, ci sono anzitutto i raggi gamma, impiegati ad esempio per la tomografia assiale a emissione di positroni (pet). Seguono i raggi X, che si usano invece per le fotografie. E i raggi ultravioletti, che ci ustionano quando ci esponiamo non protetti al sole in montagna o in spiaggia. All’altro estremo, quello delle onde lunghe, ci sono invece i raggi infrarossi, usati nei telecomandi e per le comunicazioni senza fili tra apparecchi elettronici. Seguono le microonde, che fanno funzionare i forni moderni. Per finire con le onde radio (corte, medie, lunghe), che come dice il nome, sono usate per i programmi radiofonici. Fra i due estremi dello spettro elettromagnetico sta la banda della luce visibile, alla quale reagiscono i nostri occhi, percependo le varie lunghezza d’onda come la tavolozza dei colori, dal violetto al rosso.

Spettro delle onde

Il nostro apparato uditivo reagisce alle onde acustiche, che sono più simili a quelle marine: come queste si trasmettono nell’acqua, quelle si trasmettono infatti nell’atmosfera. E sono prodotte dalle vibrazioni degli strumenti piu’ vari: le corde di una chitarra o di un violino, le membrane di un tamburo, le ali di un moscone, lo schiocco di una frusta. L’acqua e l’aria non sono comunque gli unici elementi che trasmettono vibrazioni e onde: anche la terra lo fa. Quelle che percepiamo in superficie come le scosse telluriche sono prodotte dalle onde sismiche superficiali, alcune delle quali scuotono la crosta terrestre orizzontalmente ed altre verticalmente. Ma in profondità ci sono ben altri sommovimenti che provocano onde primarie e secondarie: di compressione e rarefazione longitudinali le prime e, di vibrazione trasversale le seconde. Neppure “terra, mare e cielo” esauriscono i campi d’azione delle forze ondose, che possono interessare i materiali piu’ disparati, compresi i corpi degli animali. In quelli provvisti di un sistema cardiocircolatorio, ad esempio, la circolazione sanguigna avviene attraverso un moto ondulatorio stimolato dal battito cardiaco. In quelli come i vermi o i serpenti, invece, lo spostamento è prodotto da movimenti ondulatori, rispettivamente longitudinali o trasversali.

Elettroni e fenditure

Ma l’apparizione più sorprendente e misteriosa delle onde è quella scoperta dalla meccanica quantistica all’inizio del novecento. Prima di allora si supponeva che la luce fosse un fenomeno puramente ondulatorio: nel 1807 Thomas Young aveva infatti scoperto che, se un raggio di luce passa attraverso due fenditure, produce fenomeni di interferenza analoghi a quello prodotti dalle onde del mare che passano attraverso due aperture di uno stesso molo. Un secolo dopo, nel 1905, Albert Einstein aveva pero’ scoperto che se un raggio di luce illumina una piastra carica elettricamente, si comporta invece come una scarica di proiettili sparati da un mitragliatore. Dunque, stranamente, in determinate condizioni, un’onda elettromagnetica si comporta come una particella, rivelando di avere quella che in seguito venne riconosciuta e accettata come una natura duale: cioè, non si tratta solo di un’onda, né solo di una particella, ma di entrambe le cose insieme. Nel 1924 un giovane principe di nome Luois De Broglie, suppose che, per simmetria, la cosa dovesse essere vera anche al contrario. Anche le particelle avrebbero dovuto quindi manifestare una natura duale, manifestandosi in determinate condizioni come onde. Tre anni più tardi un esperimento confermò che, quando una scarica di particelle viene sparata contro due fenditure, si comporta come se fosse un’onda e manifesta gli stessi fenomeni di interferenza. Nel 1929 De Broglie ricevette il Nobel per la fisica per aver capito che tutto va in onda! Perché ad essere onda non è solo ciò che sembra esserlo, ma anche tutto ciò che a prima vista non sembra esserlo per nulla. Dunque osservare le onde è un po’ come dire “osservare il mondo intero” e gli osservatori di onde non sono altro che i veri osservatori del mondo, e i veri conoscitori dell’essenza delle cose.

Fonte: Sciencegate