Considerazioni sulle puntate di Quark, La Storia dell'Universo, con Piero Angela

[Enrico Corsaro]

No bertupg tranquillo, mi riferivo essenzialmente a Gaetano nel mio post, non a te .

E' vero che la lampadina a filamento produce onde elettromagnetiche esattamente come un'antenna radio o una sorgente di raggi gamma, ed è anche vero che lo spettro di emissione è quella del corpo nero (quindi, in teoria, in TUTTE le frequenze, ma con un picco centrato su quella corrispondente alla temperatura), ma sfido a produrre, che so, luce ultravioletta con un'antenna radio, o raggi gamma con una lampadina!
(Per "produrre", ovviamente, intendo dire "centrare il picco di emissione su una determinata frequenza o banda di frequenza, forse è una precisazione non necessaria, ma non vorrei che qualche troll di passaggio fosse tentato di far degenerare la discussione per futili sottigliezze lessicali ).
Parallelamente, chi meglio di un fisico può sapere che non può esistere un unico apparato di ricezione per qualunque segnale elettromagnetico e che occorre di volta in volta ingegnarsi per inventare il sistema più adeguato per la particolare banda di frequenze che si vuole analizzare!

Ma questo va benissimo, nessuno lo mette in dubbio , come avevo scritto anche io prima, ogni frequenza interagisce con la materia in modi differenti e interagisce con diversi tipi di materia a seconda dell'energia in gioco, sempre per le proprietà fisiche della materia stessa.
Una delle caratteristiche principali è proprio la lunghezza d'onda, che fa si che quel tipo di onda e.m. interagisca al meglio con oggetti di dimensioni caratteristiche confrontabili con la lunghezza d'onda. Ad esempio le onde radio generalmente non interagiscono con noi perchè le lunghezze d'onda tipiche sono maggiori delle dimensioni caratteristiche di un uomo. E così via.

Quello che vorrei che non si scordasse, quando si accomunano i vari fenomeni di origine elettromagnetica, è che, anche se in teoria basta una qualunque carica elettrica in movimento per produrre onde elettromagnetiche di qualunque frequenza, l'emissione in determinate bande, nella realtà fisica, può avvenire (e avviene) solo mediante determinati processi, e non altri.
E non è per principio antropico o manie di antropocentrismo se sostengo che quella che noi definiamo come "luce visibile", a mio avviso ha caratteristiche intrinseche che la fanno "prediligere" rispetto ad altre ai fini della chimica organica in generale, e della biologia in particolare.

Ma qui si ricade nello stesso errore. Dici che la luce visibile è prediletta dalle reazioni organiche, mentre in realtà bisogna vedere la cosa in modo invertito, che mi rendo conto è un passaggio un pò difficile, perchè siamo abituati a questa realtà.
Partiamo dalla considerazione che il sistema Terra esisteva ancor prima che la vita si fosse creata.
Dal primo istante in cui si è formato il pianeta, esso è stato esposto alla radiazione di corpo nero emessa dal nostro Sole. Se una forma di vita vuole svilupparsi bene, dato che ha bisogno di energia per potersi autosostenere e svilupparsi, la cosa più naturale che possa fare è sviluppare dei recettori dove la radiazione e.m. ha la sua intensità maggiore. Nel qual caso questo cade proprio sui 500 nm, cioè la luce visibile...e ragazzi non l'ho inventato io questo discorso, si sa che funzionano così le cose in natura e per i fisici è un argomento piuttosto noto.
Quindi il succo del discorso è che la stessa vita organica si è sviluppata proprio in base alle condizioni fisiche in cui è nata, così come sappiamo che funziona tutta la natura che ci circonda.
Non avrebbe senso, a meno di condizioni limite molto particolari, che un essere vivente sviluppi recettori nella banda dei raggi X quando di fatto la frazione emessa di raggi X nello spettro è molto molto ridotta.
Anche le piante hanno bisogno della luce solare per attivare i processi fondamentali di fotosintesi, proprio nella banda dove è centrato il picco di emissione.
Sostanzialmente non vi è grande differenza nelle proprietà di radiazione UV e infrarossa, eppure la maggior parte degli organismi ha bisogno di luce intorno ai 500 nanometri. Non è che la luce intorno ai 500 nanometri è più speciale rispetto a quella a 400, o a 600 o 700 nanometri. E' semplicemente che il picco di emissione solare è proprio a 500 nanometri. Non è affatto un caso che le cose siano così, anzi è proprio la conseguenza di questo aspetto.
Secondo quanto dici, anche se il sole avesse emesso per la maggior parte nell'UV, la vita si sarebbe sviluppata comunque con ricettori a 500 nanometri...il che non ha proprio senso. Il problema è che la vita come noi la conosciamo, è adattata a questa particolare emissione di corpo nero. Non abbiamo motivo di pensare che sia il viceversa, anche se sappiamo che le altre frequenze di radiazione possono interagire in modo diverso.
Come ti dicevo, è possibile costruire strumenti che rivelano radiazioni e.m. qualsiasi sia la banda considerata, e questi strumenti sono fatti con materiale che si trova su questa terra. Per cui anche la vita avrebbe potuto svilupparsi adattandosi alle diverse bande, ma non lo ha fatto, quantomeno non per la maggior parte dei casi, scegliendo proprio il valore che corrisponde al massimo dell'emissione.

Fatte queste premesse, vorrei provare a spiegare meglio ciò che forse ho tralasciato o dato per scontato in post precedenti.
1) Sappiamo che le classi spettrali delle stelle nell'universo conosciuto, che si basano appunto su spettri di emissione e assorbimento, sono grossomodo racchiuse in un determinato intervallo che, se non vado errato, va dall'infrarosso all'ultravioletto (e qui già suona un "campanello" ).
Ovviamente, qualunque stella emette in realtà su tutto lo spettro elettromagnetico, e infatti anche per il nostro sole sono stati misurati onde radio, infrarossi, UV, raggi x ecc... ma molte di queste misurazioni richiedono apparecchiature in alta quota o addirittura in orbita, perché l'atmosfera ne blocca la maggior parte, e qui arriviamo al secondo punto:
2) Affinché si verifichino determinate reazioni chimiche, e queste raggiungano una complessità sufficiente da portare a qualcosa che si possa chiamare "vita" queste devono avvenire in un ambiente adatto, sia esso liquido o gassoso. Nel nostro caso, abbiamo avuto la "fortuna" di un'atmosfera che ci protegge dalle radiazioni più energetiche (UV e X), che avrebbero un'effetto deleterio sulla nostra chimica.

Il fatto che le stelle emettano dall'UV all'IR non vuol dire che questa banda sia preferenziale per qualcosa in particolare. Le stelle sono definibili tali per il tipo di processo in gioco, e perchè sono costituenti base della struttura dell'Universo. Tuttavia, non sono gli unici oggetti, ce ne sono tanti altri che emettono principalmente nel radio, o nei raggi X, o addirittura nei gamma.
Le reazioni chimiche a cui fai riferimento, sono quelle che hanno portato alla vita come la conosciamo ma c'è un punto fondamentale: non sappiamo se questo vale in assoluto, e per essere doverosamente cauti, è meglio rimanere con un passo indietro.
Inoltre, UV e IR sono diversi dalla banda visibile, e se mi dici che una stella emette nell'UV, non significa che la vita si dovrebbe sviluppare comunque nel visibile...non abbiamo nessuna prova a supporto di questo argomento.
Ragionevolmente immaginiamo che la vita si possa sviluppare principalmente sfruttando la banda dell'UV, e dunque prediligendo quelle forme di vita che riescono ad utilizzare questa radiazione, rispetto alle altre. Selezione naturale...
Anche nella Terra esistono organismi con ricettori in diverse bande dello spettro, ma sono in numero più limitato rispetto a quelli che invece recepiscono nel visibile. Questo non significa che quegli organismi in minoranza sono meno efficienti da un punto di vista biologico, ma che le condizioni fisiche del sistema non li agevolano e non ne permettono uno sviluppo tale da portarli ad essere in maggioranza. Questo è il punto fondamentale del discorso...

E' vero si può dire: "questa è la NOSTRA chimica, chi può dire qual'è quella di un altro pianeta?". E' anche noto, però, che reazioni che coinvolgono radiazioni più energetiche di quelle a cui siamo abituati, tendono ad avere un effetto più distruttivo che costruttivo, e tanto più distruttivo quanto più è alta l'energia in gioco. E' noto ad esempio che molecole organiche sono presenti anche nel mezzo interplanetario, ma è altrettanto vero che le stesse non sono in grado di andare oltre ad una certa complessità proprio a causa di quelle radiazioni che invece al suolo non arrivano in quanto bloccate dall'atmosfera.

OK, ma questo non risolve la cosa, non è una prova assoluta e come dicevo, ci sono anche nel nostro stesso pianeta organismi che sfruttano bande di radiazione differenti. Dovrebbero allora essere tutti morti già da molto tempo, eppure non lo so e continuano ad esistere. Questo perchè si sono formati sfruttando quel tipo di banda.