Piccolo umano

L'universo è decisamente grande e molto bizzarro.

Centinaia di miliardi di galassie con triliardi

Di stelle e pianeti, e in mezzo a tutto questo c'è la terra, con voi e noi.

Ma per quanto l'universo appaia enorme alzando lo sguardo, sembra diventare ancora più grande se lo si abbassa. Vi ergete sopra mondi dentro altri mondi, dentro altri mondi, ognuno dei quali in piena vista, eppure celati alla vostra quotidianità. Partiamo per un viaggio: cominceremo da un parco lungo circa un chilometro, sufficiente per una breve passeggiata. Ogni volta che premeremo questo pulsante magico, diventeremo mille volte più piccoli. Per favore, indossate questa magica tuta da scienza per non lasciarci le penne e gustarsi il paesaggio. Pronti? Si parte! Il Reame In Miniatura. Siete grandi quanto un granello di sabbia: solo 2 millimetri di altezza. Siete su un filo d'erba che vi sembra alto quanto un edificio di otto piani. Un metro quadrato di prato ora è una fitta area metropolitana con centomila fili d'erba: l'equivalente di due Manhattan piene di torri d'erba.

Da questa nuova e minuscola prospettiva, il parco che prima attraversavate velocemente ora è grande quanto la Francia. Attraversarlo richiederebbe almeno una settimana. Umani a grandezza umana incombono su di voi, quattro volte più alti dell'Empire State Building. I loro passi coprono l'intero orizzonte. Un'ape grande quanto un elicottero atterra vicino a voi facendo tremare il terreno, mentre la sua sagoma pelosa vibra ad ogni battito d'ali. Provate a fuggire ma vi muovete a malapena perché l'aria è molto… appiccicosa. Prima che premeste il pulsante, la resistenza dell'aria era trascurabile ma ora che siete mille volte più piccoli è come se l'aria fosse diventata mille volte più densa. È come muoversi nel miele. Per gli insetti volanti come le api è un vantaggio. Le loro ali non sono fatte per librarsi ma per remare attraverso l'aria.

Su scala umana, un'ape sarebbe più veloce di un Concorde, se solo fosse in grado di decollare perché sarebbe troppo pesante per le sue ali. Il Reame Microscopico. Siete entrati nel reame microscopico, e ora siete alti meno di 2 micrometri: quanto un batterio E. coli. Da questa nuova e minuscola prospettiva, il parco da cui avete iniziato ora misura un milione di chilometri. Se camminaste senza sosta, impieghereste 25 anni per attraversarlo. È difficile comprendere quanto il mondo microscopico sia enorme per i suoi minuscoli abitanti. L'ape gigante vicina a voi un momento fa ora è grande quanto il monte Everest, imponente sullo sfondo del cielo, ma viva, ronzante e vibrante. L'aria vi sembra quasi solida. Su scala umana sarebbe viscosa quanto la lava: molto difficile da attraversare.

I fili d'erba ora si perdono in lontananza fino a non vederne i bordi essendo grandi quanto Parigi per un umano di taglia comune. Vedete valli che assomigliano a letti di fiumi in secca, zolle aride come deserti e crateri giganti opera di afidi voraci. Ma guardando più da vicino, questo non è terreno. Sono file di singole cellule grandi quanto una casa con un rivestimento duro come un guscio di vetro. Le cellule sono intervallate da enormi aperture chiamate "stoma" che come bocche risucchiano l'aria ed espirano ossigeno.

Improvvisamente, l'ape gigante inizia a muoversi.

Una costruzione formata da pezzi rigidi che scorrono l'uno sull'altro come un'armatura. Decolla per sfuggire ad una goccia d'acqua grande come un asteroide caduta da un altro filo d'erba e che sta venendo verso di voi ad una velocità spaventosa. Vi preparate all'impatto ma invece di finire al tappeto, venite semplicemente risucchiati. Provate a nuotare ma l'acqua è densa e appiccicosa e si attacca ai vostri arti come colla.

Le molecole d'aria sono spiriti liberi mentre le molecole d'acqua agiscono più come creature sociali che si riuniscono appena possibile. Si aggregano l'un l'altra creando una forza di coesione abbastanza resistente da intrappolarvi. Non potete farci niente, ma vi muovete ancora rotolando in ogni direzione, trascinati impotenti da una corrente invisibile. Fluttuanti in questo lago in miniatura, ci sono migliaia di microrganismi. Hanno svariate forme. Virus grandi come palle da tennis fluttuano intorno a voi senza meta. Altri, come le cellule di Euglena oxyuris, vi sfrecciano accanto come treni merci. Ma per lo più sembrano viscide meduse grandi come un'automobile con lunghi tentacoli che fungono da potenti eliche. Nonostante l'acqua li avvolga come colla, coprono la lunghezza del loro corpo centinaia di volte al secondo, come se una persona scavasse nel fango ad oltre 600 km/h. Ma i batteri pesano così poco e l'acqua è così densa da non avere praticamente inerzia.

Non ci si può librare a questa scala. Il risultato è un movimento convulso difficile da seguire. Forse potremmo saperne di più su questo curioso movimento andando ancora più in profondità. Il Reame Molecolare. Siete diventati grandi come una molecola: poco meno di 2 nanometri. A questa nuova minuscola scala, la goccia ora è grande quanto lo è la Luna per un umano qualsiasi. Il filo d'erba su cui è posata è lungo dalla punta dell'Alaska alla fine dell'Australia, e il parco ora è grande quasi quanto il Sistema Solare. Ma invece di avere molto spazio vuoto, è pieno zeppo di cose. Ovunque guardate, c'è una quantità incalcolabile di molecole e atomi. Le rigide pareti delle cellule d'erba sotto di voi stanno palesemente vibrando, attraversate da onde di energia.

La goccia d'acqua contiene quasi un triliardo di molecole d'acqua tutte in movimento. L'acqua è di fatto una tempesta di molecole di H2O che si scontrano tra loro centinaia di bilioni di volte al secondo. Ognuna di esse si muove a circa 2300 km/h bombardando i dintorni senza pietà lanciando piccoli oggetti che sfrecciano in ogni direzione. Questa è la fonte della corrente invisibile che avete notato quando eravate mille volte più grandi. È impossibile commisurare questa velocità su scala umana dato che una molecola di dimensioni umane sarebbe 2000 volte più veloce della velocità della luce. Questo moto frenetico è causato dal calore. Su scala umana, il calore è leggermente astratto come quando toccate qualcosa e percepite vagamente se è caldo o freddo. Ma quaggiù si capisce sul serio cosa significa "calore". Il moto delle molecole che vibrano, ruotano e collidono come se fossero in una piscina di palline.

Quando queste molecole perdono calore cominciano a

Rallentare e a collidere meno di frequente.

Quando assorbono calore, accelerano e si scontrano

Con rinnovato ardore.

La temperatura è in sostanza la misura della velocità media di queste danzatrici meravigliose e instancabili. Improvvisamente una molecola vi colpisce con abbastanza forza da catapultarvi fuori dalla goccia d'acqua e di nuovo nell'aria. E qui osservate qualcosa di inatteso: tra le molecole d'aria non c'è nulla. Tra le molecole che compongono l'aria c'è il vuoto. In media, una molecola nell'aria viaggia per circa 60 nanometri, che equivale ad un campo da hockey, se fosse grande come un umano. Se dovessimo comprimere tutti gli atomi e le molecole che vagano nella stanza in cui vi trovate riempirebbero solo l'0,1% del suo volume. Nel 99,9% dello spazio intorno a voi c'è il vuoto, solo che non ve ne accorgete. Significa che ogni volta che fate un respiro non inalate nulla, se non qualche atomo. Il Reame Subatomico.

Ora che siete grandi 2 picometri la scala comincia a perdere significato. Un umano vi sembrerebbe alto 2 miliardi di chilometri e l'apertura delle sue braccia andrebbe dal Sole a Saturno. Un nucleo atomico sarebbe grande quanto un granello di sabbia che potreste tenere sulla punta di un dito. Quel granello contiene il 99,97% della massa dell'atomo. Il resto – una sfera d'influenza che per voi sarebbe grande quanto la Torre Eiffel – è rappresentato da una nube elettronica. Sono i posti dove potrebbero trovarsi gli elettroni in un qualsiasi momento nel tempo. Gli elettroni sono dei mutaforma che agiscono all'esterno del nucleo creando un caos vibrante di innumerevoli forme ad ogni istante. A differenza dell'elegante moto dei pianeti, i nuclei atomici sono delle caotiche screziature. Si espandono, rotolano, tremano e respirano. Custodiscono la stessa energia che alimenta le bombe nucleari e impedisce loro di stare fermi.

Ruotano e vibrano triliardi di volte al secondo. Il nostro viaggio è finito ed è tempo di tornare a…. Cosa state facendo? Fermatevi! Il Posto Più Piccolo? Abbiamo raggiunto il fondo, il confine tra la realtà e l'irrealtà. La scala è la lunghezza di Planck, che è la distanza che percorre la luce in un tempo di Planck. Il tempo di Planck è in quanto tempo la luce percorre la lunghezza di Planck. Mh, ok. I nostri modelli di universo non hanno senso su scale più piccole di così, quindi, per ora, questo è quanto. Pensiamo che quaggiù le particelle compaiano e poi scompaiano spontaneamente, creando una schiuma quantistica di inconcepibile energia. Possiamo rimpicciolirci ancora? Non lo sappiamo. È tempo di tornare.