Da u disordine à l’ordine grazia à u Sole
A bona nutizia hè chì l'energia hè cunservata, a mala nova hè chì u disordine aumenta. Ma per furtuna ci hè u sole … Analisi approfondita di Luca Longo
L'ordine hè bellu è u disordine hè bruttu, ne simu tutti d'accordu. Ordine è disordine: dui cuncetti, apparentemente un pocu astratti, anzi, solu unu, perchè unu hè u cuntrariu di l'altru. Ma scavendu scopre chì ci hè qualcosa di assai cuncretu sottu, anzi, ci hè ciò chì guida l'Universu sanu.
Ma nant'à stu situ, ùn avemu micca dettu parechje volte chì u mutore di l'Universu hè l'energia? Esattu. Ma hè a transizione da l'ordine à u disordine è viceversa chì cunduce tutte e trasformazioni. Se l'energia hè u mutore, l'ordine hè … u volante più u pedale d'acceleratore di l'Universu.
I dui principii nantu à i quali si basa tutta a cunniscenza scientifica si basanu precisamente nantu à l'energia è u disordine: u primu dice chì l'energia di un sistema hè sempre cunservata. I scientifichi u chjamanu "U Primu Principiu di a Termodinamica" per dà si stessi aria. Per esempiu, in a nostra vittura l'energia immagazzinata in i ligami chimichi di u carburante, si trasforma in calore sottu à u cappucciu, questu a so volta diventa energia meccanica è face chì e rote vanu à spassighjà è infine trasforma tuttu in calore è hè spargugliatu.
Ma se l'energia hè cunservata significa chì hè sempre quì; Perchè ùn pudemu micca fà qualcosa per quessa una volta u carburante hè brusgiatu? Questa dumanda hè risposta da u Secondu Principiu di Termodinamica (scrittu ancu cù iniziali maiuscule per fassi capisce subitu chì hè assai impurtante).
Stu principiu spiacevule pò esse spressu cù funzioni integrali cumplicate, ma in sostanza dice una cosa assai semplice: u gradu di disordine di un sistema tende spontaneamente à aumentà. È ciò chì hè peghju, se vulemu ristabilisce un certu ordine duvemu spende energia. Per avè una prova sperimentale, imaginate u vostru cajone di calzini …
Per misurà u gradu di disordine di un sistema, hè stata definita una quantità specifica: si chjama entropia. Più hè alta l'entropia di un sistema, più hè imbulighjatu. Più hè bassu, più hè sistemu u sistema.
Tutti vulemu campà in un sistema induve l'entropia hè bassa. Simu solu ùn dicemu micca què, ma preferimu parlà di un ambiente induve e fatture di gas è elettricità sò classificate in u so archiviu, e cose chì amparemu sò tutte in fila in a nostra testa, avemu una scola o un travagliu chì ci piace induve tuttu funziona bè, un guvernu è un parlamentu assai efficienti, tutta l'energia dispunibile è senza sprechi. È senza scurdassi di u bellu tirettu di calzetta pulitu cù tutte e calzette in coppia cum'è in l'Arca di Noè. Queste sò tutte manere di dì chì vulemu un sistema à bassa entropia è travaglià duru per ottene, ancu s'ellu ci costa assai sforzu (vale à dì assai di a nostra energia).
Tutte e trasfurmazioni tendenu à accade spontaneamente, evolvendu in direzzione di entropia massima, vale à dì, disordine massima, cume u nostru misgiu pò testimunià se l'inserimu (spontaneamente) in u cassettu di calzette chì hè appena (laboriosamente) riorganizatu.
Per questa ragione, tutte e fonti di energia nascenu da a pussibilità di trasformà qualcosa da un statu urdinatu à unu più disordinatu. Avemu digià datu l'esempiu di combustibili fossili, ma ancu un mulinu à acqua – o una turbina muderna in una centrale idroelettrica – producenu energia perchè portanu in mare quella piccula parte di l'acqua chì era – urdinata – in cima di a muntagna . E centrali nucleari, e centrali di energia à combustibili fossili, e turbine eoliche, u latte cù i biscotti, producenu energia perchè trasformanu rispettivamente l'energia pulitamente immagazzinata in u nucleu di l'atomi d'uraniu, in i ligami chimichi carbonu-carbonu urdinati di i fossili, in a differenza di pressione ordinata zona di a pianeta à alta pressione è una à bassa pressione chì provoca u ventu, in l'energia di i ligami chimichi assai urdinati cuntenuti in l'alimentu, in altre cose chì sò menu urdinate cà a prima è da a quale ùn pò esse più energia pruduttu. U listessu hè vera per tutte e fonti d'energia.
Dunque, se tuttu si rompe prima o poi, cumu pudemu sopravvivere è – di più – cumu avemu fattu in quattru miliardi è mezu d'anni di trasfurmassi da un enorme nuvulu di atomi di idrogenu – più una manciata di atomi più pesanti produtti. supernova – in un sistema solare urdinatu induve a Terra hè ancu situata, cù tutti l'animali nantu à ellu, u nostru paese, a nostra cità, a nostra casa, u nostru cassettu calzettu (è u nostru gattu)?
In pratica, l'evoluzione di e spezie è – in u nostru picculu modu – u prugressu di l'umanità, sò state pussibule perchè i sistemi biologichi è u nostru sistema suciale sò stati tenuti ordinati è sviluppati in modu urganizatu grazia à l'energia chì vene da u sole .
E cellule vegetali anu amparatu à sfruttà a luce solare per fotosintetizà è – cù l'energia catturata da i raggi di u sole – anu sappiutu aduprà materiali altamente disordinati, cum'è u diossidu di carbonu da l'atmosfera è l'acqua da a terra è da l'aria. Dopu li anu riunitu per ottene materiali assai urdinati, cum'è zuccheru, cellulosa, lignina, ma ancu frutti, foglie è sementi chì e piante anu bisognu di ripruducesi è di evoluzione. À questu puntu, l'animali erbivori si mettenu subitu à u travagliu per sfruttà l'ordine almacenatu da e piante. Infine, i carnivori anu vistu adattu per aduprà direttamente l'ordine assai più sofisticatu prisente in u corpu erbivuru è l'anu manghjatu.
Ma sta crescita in modu chì hà permessu a nascita è u sviluppu di a vita è dopu u prugressu, a civiltà è u nostru tirettinu (senza scurdassi di u misgiu) viulanu u Secondu Principiu di a Termodinamica? Ùn avemu micca solu finitu di dì chì qualsiasi trasfurmazione in un sistema aumenta u gradu di disordine? Assai veru. Ma duvemu specificà chì per "sistema" intendemu un tuttu chjosu in u quale ùn ci hè micca scambiu d'energia cù u mondu esternu.
Hè vera chì nantu à a Terra, grazia à l'energia chì vene da u Sole in tutte e so forme, tuttu l'ecosistema cumbatte inseme l'aumentu di l'entropia pruvendu à custruì strutture sempre più ordinate. Ma se cunsideremu tuttu u sistema chjusu, custituitu da a Terra ma ancu da u Sole, allora l'entropia di tuttu u sistema cresce à ritmi spaventosi perchè ogni picculu aumentu in ordine nantu à a Terra implica a trasformazione di una quantità enorme di energia urdinata immagazzinata da u 'Idrogenu nantu à u Sole in energia disordinata, eliu, altre particelle chì si formanu durante e reazioni nucleari nantu à u Sole è, naturalmente, i raggi di u Sole chì sò guasi interamente spargugliati in l'Universu.
Ogni secondu, a più grande centrale nucleare di fusione di u sistema solare cunsuma cinque milioni di tunnellate di idrogenu, emettendu onde elettromagnetiche – cumprendu un pizzicu di luce visibile – in tutte e direzzioni. Di quessi, guasi tutti sò spargugliati in u spaziu eccettu per una quantità assai chjuca chì accade di colpisce a Terra. Tuttu intornu à noi nasce è evolve grazia à quella piccula frazione è à u detrimentu di questu enormu cunsumu energeticu (è aumentu di l'entropia).
Fortunatamente, u Sole travaglia da circa quattru miliardi è mezu d'anni è hà abbastanza carburante nucleare per cuntinuà à aumentà serenamente a so entropia per almenu altri quattru miliardi d'anni, ghjornu in più, ghjornu in menu.
Per u mumentu, dunque, almenu ùn avemu bisognu di preoccupassi per questu.
Articulu publicatu nantu à eni.com
Questa hè una traduzzione automatica da a lingua italiana di un post publicatu in StartMag à l’URL https://www.startmag.it/energia/dal-disordine-allordine-grazie-al-sole/ u Sat, 13 Mar 2021 06:48:43 +0000.