Le connessioni universali

Scienza e Fisica Quantistica

Scienza e Fisica Quantistica

Una rete interconnessa che permea tutto l’Universo, in cui gli esseri viventi seguono dinamiche globali.

Perché esiste la vita e sotto quali condizioni un dato pianeta è realmente abitabile? Qual è l’origine ultima della vita su un pianeta e che cos’è che fa sì che ci sia vita in un pianeta?

Spiegare le origini della vita sulla Terra e cercare di capire se qualcosa di simile possa essere avvenuto anche in altri pianeti, sono due dei problemi più difficili che oggi la scienza si trova ad affrontare. La domanda più profonda di tutta la scienza è come sia possibile che le stesse molecole inerti presenti nelle rocce si possano trasformare ad un certo punto in organismi viventi che corrono, saltano, volano, si orientano, pensano. Perché la materia si comporta in modo così diverso quando fa parte di un organismo vivente rispetto a quando si manifesta in una pietra?

Nel suo famoso libro del 1944 intitolato What Is Life?, Erwin Schrödinger suggerì che la vita è diversa dal mondo inorganico perché è un fenomeno dominato dall’ordine, dall’alto verso il basso, a partire dal livello macroscopico, per passare attraverso il tempestoso oceano termo-dinamico, fino ad arrivare al livello molecolare, in un quadro in cui le dinamiche sono in un delicato equilibrio.

Nel suo brillante libro del 2015 La fisica della vita, Jim Al-Khalili sostiene che la vita sembra avere un piede nel mondo classico degli oggetti tangibili dell’esperienza quotidiana e l’altro piantato nelle profondità del bizzarro ed esotico mondo quantistico, in particolare che la cellula vivente può usare fenomeni come l’effetto tunnel o la correlazione quantistica per svolgere le sue funzioni.

Se alcune ricerche recenti introducono suggestivi scenari (vedi, per esempio, la teoria dell’“adattamento dissipativo” del fisico americano Jeremy England, secondo cui la materia inerte, sotto determinate condizioni – ovvero quando è guidata da una fonte esterna di energia come il Sole ed è circondata da un bagno di calore – sarebbe in grado di auto-organizzarsi dando origine agli attributi chiave associati alla vita, in quanto capace di dissipare sempre più energia; oppure ad una teoria di due scienziati britannici, Caleb Scharf e Leroy Cronin, la quale stabilisce una connessione esplicita tra i tassi “globali” per il sorgere della vita e le informazioni granulari su un pia-neta), ancora non possediamo una definizione sintetica, all’interno di una teoria completa, di cos’è la vita.

LA DOMANDA PIÙ PROFONDA DI TUTTA LA SCIENZA È COME
SIA POSSIBILE CHE LE STESSE MOLECOLE INERTI PRESENTI NELLE ROCCE SI POSSANO TRASFORMARE AD UN CERTO PUNTO IN ORGANISMI VIVENTI CHE CORRONO, SALTANO, VOLANO, SI ORIENTANO, PENSANO

Le origini della Vita

La nostra conoscenza di cos’è la vita, di cosa ha bisogno e di cosa fa, deriva necessariamente dagli studi compiuti riguardo al nostro pianeta. In termini generali, possiamo dire che i requisiti per la vita sulla Terra sono i seguenti: energia per produrre biomassa e reazioni chimiche (e sulla Terra la vita ottiene questa energia dal Sole e da fonti chimiche), acqua allo stato liquido (il requisito ecologico essenziale), carbonio (per la sua versatilità nel formare molecole che hanno la stabilità necessaria nel fungere da robusti serbatoi di energia e di informazioni chimiche) e pochi altri elementi (di cui i più importanti sono azoto, calcio, fosforo, zolfo, sodio e cloro e a questo proposito va detto che la Terra, così come l’universo in generale, ha più atomi di idrogeno di tutti gli altri elementi messi insieme).

Tuttavia, chiedersi se la vita su altri pianeti debba necessariamente basarsi sul carbonio, sulla base dell’idea che la distinzione tra chimica organica e chimica inorganica starebbe nell’esistenza di una qualche scintilla speciale, la forza vitale, necessaria per trasformare materia inanimata in materia vivente, ha poco senso in quanto l’idea del vitalismo è ormai stata liquidata da molto tempo.

I progressi compiuti dalla chimica del XX e XXI secolo mostrano infatti che ci sono chimiche parallele basate su altri elementi, come il fosforo e il silicio e l’esistenza di queste altre chimiche per la vita è di per sé un importante indizio che forse non è vero che la vita deve essere considerata una proprietà locale, determinata solo dalle specifiche condizioni che ci sono sulla Terra, ma che ci potrebbero essere tanti altri fattori ed elementi alternativi in grado di generarla, i quali la rendono probabilmente una proprietà universale.

Se da un lato la temperatura sembra giocare un ruolo importante nel modellare una vasta gamma di parametri e processi ecologici ed evolutivi (già Ludwig Boltzmann e Svante Arrhenius nella seconda metà del XIX secolo avevano scoperto che la temperatura è un selettore cruciale della chimica, che esistono dei limiti ai range di temperatura entro i quali possono aver luogo eventi chimici in grado di generare la vita) e se, come evidenziato per esempio dai ricercatori dell’università di Harvard Manasvi Lingam e Abraham Loeb, quando la vita inizia in un pianeta, le possibilità dell’emergere di una vita complessa in termini di tasso di speciazione e grande diversità delle specie sono corrispondentemente maggiori per temperature più elevate, tuttavia è un fatto assodato che le regole fondamentali della chimica sembrano essere universali e che la chimica interstellare è in grado di generare molecole organiche fondamentali per la vita. [continua...]

Leggendo l'articolo completo su Scienza e Conoscenza n. 76 scoprirai:

• Il vuoto quantistico e la vibrazione
• Il ruolo cruciale della fisica quantistica all'origine della vita

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Scienza e Conoscenza - N.76 - Mente Quantica - Rivista

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