Prendete un gigantesco cannone, portatelo in cima a una montagna così alta da trovarsi sopra l'atmosfera e sparate, in orizzontale. Ecco un esperimento forse irresponsabile, ma altamente istruttivo. Se il proiettile è sparato a bassa velocità la gravità se ne impossesserà presto, trascinandolo verso terra lungo una traiettoria ad arco. Se si aggiunge esplosivo e il proiettile viene sparato con maggiore spinta, l'arco di discesa sarà più graduale lungo la curvatura della Terra. Se poi caricate ancora di più il cannone e date al proiettile abbastanza velocità... ebbene, girerà tutto intorno alla Terra e vi colpirà alle spalle!
Impossibile? In un esperimento mentale tratto dai suoi scritti Newton visualizza un "proiettile" (una palla di cannone) da lanciare/sparare dalla cima di una montagna molto alta. Se non ci fossero la forza di gravità e la resistenza dell'aria, il proiettile viaggerebbe lungo una linea retta nella direzione del lancio. Ma non è così: sulla Terra il proiettile seguirà un percorso diverso a seconda della sua velocità iniziale. Se la velocità è bassa ricadrà semplicemente sulla Terra, più o meno vicino al punto di lancio.
Nelle tre animazioni qui sotto vediamo che cosa succede per una velocità nulla o molto bassa, per una velocità di 6.000 m/s (21.600 km/h: ragguardevole, ma non sufficiente a liberarsi dalla forza di gravità) e infine per 7.300 m/s (26.280 km/h): questa è la velocità che consente al proiettile di inserirsi in un'orbita regolare attorno alla Terra.
È però una falsa idea di libertà: il proiettile (e il satellite, la Stazione spaziale, il telescopio spaziale...) subiscono ancora un minimo di attrito da parte dell'atmosfera, e alla fine la gravità prenderà il sopravvento facendoli precipitare, se non si desse loro ogni tanto una piccola spintarella. Per vincere definitivamente la gravità terrestre, il proiettile (o il razzo che vuole uscire dalla sfera di influenza gravitazionale del nostro pianeta) ha bisogno di viaggiare a 40.320 km/h: è questa la cosiddetta "velocità di fuga" (dal pianeta Terra).
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| Il proiettile è lanciato a velocità nulla o molto bassa. | ¦ | Il proiettile è lanciato alla velocità di 6.000 m/sec (21.600 km/h). |
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¦ | Il proiettile è lanciato a 7.300 m/s (26.280 km/h). © animazioni: Lookang, Todd Timberlake, Francisco Esquembre / via Wikimedia, CC BY-SA 3.0. |
Quella descritta è in effetti una complessa speculazione che ha infine portato Isaac Newton (1642-1717) ad affermare che la gravità è una forza universale: la stessa forza che, sulla Terra, agisce sulle mele così come sulle palle di cannone e che può spiegare l'orbita della Luna attorno alla Terra, della Terra attorno al Sole e del Sole attorno al centro galattico.
Siamo familiari all'idea di forze universali, adesso. Sappiamo che le reazioni nucleari alimentano le stelle lontane che tengono al guinzaglio (gravitazionale) altri pianeti. Ma prima di Newton non c'era nessun indizio, nessuna idea che nel Regno Celeste dovessero valere le stesse regole che sulla Terra. La sua palla di cannone è stata una gran bella voragine in quel pensiero.
Conosciamo il viso di Einstein dalle sue foto più iconiche: con i capelli arruffati e la lingua di fuori o intento a scrivere su una lavagna. Ci sono però altre immagini che forse non avete mai visto e che raccontano lo scienziato in maniera inedita.
Einstein nel 1898 dopo l’ingresso al Politecnico di Zurigo.
Nato il 14 marzo 1879 a Ulm, in Germania, da una famiglia della media borghesia ebraica, Albert Einstein era ancora in fasce quando, nel 1880, i genitori si trasferirono a Monaco di Baviera, dove il padre Hermann aveva aperto con il fratello Jakob un’azienda di ingegneria elettrica e idraulica. Nella sua prima infanzia Albert ebbe problemi di apprendimento e preoccupò seriamente i propri familiari, i quali temevano che fosse ritardato: imparò infatti a parlare sono intorno ai tre anni e non si univa ai coetanei ma preferiva giocare da solo. Pur essendo di nor- ma assai tranquillo, cadeva talvolta in preda a eccessi di collera. Alcuni ricercatori hanno recentemente ipotizza- to che il piccolo soffrisse di una leggera forma di autismo o di una patologia simile chiamata sindrome di Asperger, ma questa diagnosi effettuata a distanza è quanto meno discutibile. Peraltro dopo queste difficoltà iniziali il bambino crebbe normalmente. Nella foto Albert a 4 anni.
Con Fritz Haber, chimico tedesco di origini ebraiche premio Nobel per la chimica nel 1918. La foto è del 1915.
Einstein era un somaro? Diversamente da una tenace leggenda che lo rappresenta come un pessimo studente, il suo rendimento scolastico fu sempre buono, anche se è vero che il giovane Einstein si sentiva a disagio con l’autoritarismo imperante nelle scuole tedesche dell’epoca.
Questa fotografia è molto rara ed è stata pubblicata per la prima volta nel 2011 dalla rivista Time. Fa parte di un album intitolato “Sailing Trip with Professor Einstein” (gita in barca con il professor Einstein) ed è stata scattata nella sua casa al mare in Germania nel 1919.
Lo sapevate che Einstein abitò per qualche mese in Italia e imparò la nostra lingua?
Nel giugno 1894, il papà di Einstein si trasferì per lavoro in Italia con la famiglia, prima a Milano, poi a Pavia. Albert raggiunse la famiglia solo nel 1895 e passò alcuni mesi felici a Pavia, dove studiò l'italiano.
In questa foto, di molti anni dopo, EInstein è ritratto nel suo ufficio.
Einstein e la sua seconda moglie Elsa in partenza per il loro primo viaggio negli Stati Uniti nel 1921. Alla prima mogli Mileva, da cui aveva avuto due figli maschi, Einstein lasciò i circa 33 mila dollari del premio Nobel del 1921 per la fisica, conferitogli “per i suoi contributi alla fisica teorica e specialmente per la scoperta della legge dell’effetto fotoelettrico”.
In questa foto del 1921 Einstein è ritratto con un gruppo di ricercatori nell'osservatorio di Yerkes dell'Università di Chicago. L’enorme oggetto che sovrasta il gruppo è il più grande telescopio rifrattore acromatico mai utilizzato.
Un’altra foto pubblicata per la prima volta nel 2011: Einstein e Elsa visitano il Giappone, nel 1922.
Il matrimonio con Elsa, che era sua cugina di primo grado - fu più un’unione di convenienza che un incontro di anime: lontana dal mondo intellettuale del consorte, Elsa lo accudiva quasi come fosse un bambino, risparmiandogli le noie quotidiane e tollerando le sue non poche infedeltà.
Albert Einstein discute con Niels Bohr (Nobel per la fisica nel 1922). Einstein e Bohr avevano posizioni divergenti in materia di meccanica quantistica. Questa foto è stata scattata a casa di Paul Ehrenfest a Leida nel 1925.
Fino alla fine dei suoi giorni, in effetti, Albert Einstein continuò a essere molto attivo nel campo della fisica teorica. Rimase sempre critico nei confronti della meccanica quantistica, la disciplina – nata all’inizio del Novecento (e che egli stesso contribuì a fondare con il suo articolo sull’effetto fotoelettrico premiato con il Nobel) – che tuttora fornisce la descrizione più accurata dei fenomeni fisici su scala atomica e subatomica.
Foto: © Spl/contrasto
Albert Einstein in compagnia di altri fisici in occasione di un meeting del 1931. Tra questi vi sono ben due Nobel per la fisica: Albert A. Michelson (1907) e Robert A. Millikan (1923).
Albert Einstein con Charlie Chaplin alla premiere del film Le luci della città a Los Angeles, 1931. A destra la sua seconda moglie Elsa.
Questa è una foto abbastanza conosciuta. Risale al 1933 e ritrae il fisico su una bicicletta a Santa Barbara, California.
Proprio nel 1933, dopo che Hitler era salito al potere in Germania, Albert si stabilì a Princeton, nel New Jersey, con un incarico da docente presso il prestigioso Institute for advanced study. Per quanto suggestivo, è privo di riscontri l’episodio – spesso citato – secondo il quale, al definitivo approdo negli Usa, Einstein compilò un modulo in cui alla voce“razza” rispose“umana”. Fonti alla mano, egli scrisse più prosaicamen- te“ebreo” sotto la stessa voce nella lista dei passeggeri presenti sulla nave che, nella primavera del 1921, lo aveva portato per la prima volta in terra nordamericana.
Questa foto è conosciuta come la più intelligente mai scattata nella storia. Ben 17 delle 29 persone ritratte qui erano o sarebbero diventate dei premi Nobel. Fu scattata (in bianco e nero, poi resa a colori) in occasione della conferenza di Solvay di Bruxelles del 1927, una delle pietre miliari della storia della fisica. I più importanti fisici di tutto il mondo vi si trovarono per discutere la nuova teoria dei quanti. Tra questi figura anche Marie Curie, per cui Einstein nutriva una grandissima ammirazione.
Albert Einstein, la sua segretaria Helen Dukas a sinistra e Margaret Einstein (figlia di primo letto della sua seconda moglie) a destra, prestano giuramento per la cittadinanza statunitense. Accuse di complottismo. Il 1° ottobre 1940 Einstein divenne cittadino statunitense. L’anno precedente aveva scritto una lettera all’allora presidente Usa, Franklin Delano Roosevelt, per informarlo del pericolo che la Germania hitleriana potesse costruire una bomba atomica e per sollecitare, quindi, il suo appoggio politico e finanziario alla realizzazione di un analogo ordigno americano a scopo preventivo. Firmata il 2 agosto 1939, la missiva pervenne a Roosevelt il successivo 3 ottobre: la Seconda Guerra Mondiale era già iniziata.
Albert Einstein nel 1954 a Princeton in compagnia (da sinistra) dei fisici Niels Bohr (Nobel nel 1922), James Franck e Isidor Isaac Rabi (Nobel nel 1944), in occasione dell’assegnazione a Franck di una laurea honoris causa da parte del Technion Israel Institute of Technology.
Albert Einstein nel campus dell’università di Princeton. Albert si ambientò subito bene a Princeton, dove intrecciò nuove amicizie (ed ebbe numerosi incontri con personalità di primo piano) e condusse la vita tranquilla che amava. Spesso lo si vedeva andare in barca a vela sul lago della città, o esibirsi al violino in concerti benefici: tra l’altro suonava in maniera ec- cellente per essere un dilettante.
Con il matematico e amico Kurt Gödel. Einstein non imparò mai a guidare.
Albert Einstein amava suonare il violino. Cominciò a sei anni per volere della madre, ma si dice che da piccolo non fosse particolarmente entusiasta di esercitarsi tutti i giorni. Suonava a un buon livello fin da giovane, prediligendo Bach, Mozart e Schubert.
Con il poeta e filosofo indiano Rabindranath Tagore.
Si racconta che Einstein spesso venisse "rapito" dal pensiero della fisica e della scienza, perdendo interesse per quanto accadeva attorno a lui. Un giorno, nel bel mezzo del discorso di un alto funzionario a un solenne ricevimento in suo onore, Einstein tirò fuori una penna e si mise a scarabocchiare equazioni sul retro del programma, in uno stato di totale estraniamento. Finita l’orazione, tutti scattarono in piedi e applaudirono girandosi verso il festeggiato. A quel punto, la sua segretaria Helen Dukas gli sussurrò all’orecchio che doveva alzarsi: lo fece, ma cominciò anch’egli a battere le mani finché Helen non lo avvertì che l’acclamazione era rivolta proprio a lui!
Einstein a casa del fisico Paul Ehrenfest (a sinistra). I due si incontrarono per la prima volta a Praga e da allora rimasero grandi amici.
Questa foto, scattata in bianco e nero e recentemente resa a colori, è del settembre 1939. Einstein e l’amico David Rothman si rilassano sulla spiaggia vicino alla casa estiva di Long Island.
Ecco un esempio di “falso storico”. Se avete già visto questa foto, probabilmente avete letto anche che qui Einstein fosse intento a parlare con il suo psicologo. In realtà la persona che vedete è Cord Meyer Jr, presidente della United World Federalists. Lo scatto è del 1948.
Foto: © Life/Getty Images
Secondo quanto riportato dai vicini di casa, a Long Island Einstein passava il tempo in barca o suonando il violino.
Una delle stranezze dello scienziato era quella di non indossare mai calzini, probabilmente a causa di alcuni problemi ai piedi. Si dice che quando fece la visita medica militare in Svizzera, gli ufficiali attestarono che aveva vene varicose, piedi piatti e sudati e lo esonerarono dal servizio. Riguardo ai calzini Einsten avrebbe detto che non li indossava da quando da piccolo aveva scoperto che si formavano sempre dei buchi in corrispondenza dell'alluce.
Einstein e J. R. Oppenheimer. Il primo invitò il presidente americano Roosevelt a sviluppare un ordigno nucleare a scopo preventivo; il secondo lavorò al progetto Manhattan che portò alla costruzione della bomba atomica. Einstein non partecipò al progetto. I servizi segreti americani proibirono il coinvolgimento del fisico di origine tedesca e vietò anche agli scienziati coinvolti nel progetto di consultare Einstein per motivi di sicurezza legati alle posizioni pacifiste di quest'ultimo.
Con i membri del dipartimento di fisica di Princeton. Einstein iniziò la sua lunga relazione con questa università nel 1921 (l’anno del Nobel), quando fu invitato e insignito di una laurea honoris causa. Ai tempi Princeton era uno dei centri più importanti per gli studi sulla fisica. Lo scienziato si trasferì definitivamente a Princeton nel 1933 e lì morì nel 1955.
In un momento di vacanza al mare.
Nel primo decennio dopo la guerra, Einstein continuò a far sentire la propria voce su vari temi politici. In una lettera aperta alle Nazioni Unite, datata ottobre 1946, caldeggiò la formazione di un governo mondiale, mentre nel 1952 si vide offrire la presidenza di Israele, che rifiutò. L’anno successivo si schierò contro il cosiddetto maccartismo, ossia la persecutoria campagna anticomunista promossa all’epoca, negli Usa, dal senatore Joseph McCarthy. Inevitabilmente, lui stesso fu sospettato di comunismo. In realtà, pur favorevole a un’economia di stampo socialista, Albert era uno strenuo difensore delle libertà individuali e delle istituzioni democratiche, e aborriva la tirannia del sistema sovietico. Tant’è che non accettò mai i numerosi inviti a visitare l’Urss.
Foto: © Corbis
Einstein nella sua casa.
Che ad Einstein piacessero
le donne non è una sorpresa.
Ma fino a una dozzina
d’anni fa nessuno sospettava
che avesse perfino avuto una
relazione con una spia russa.
La notizia è esplosa
nel 1998, quando Sotheby’s ha
messo all’asta 9 lettere scritte
da Einstein alla donna nel ’45
e ’46. Si trattava di Margarita
Konenkova, moglie dello scultore
Sergei Konenkov (autore,
ironia della sorte, di un busto di
Einstein a Princeton) che forse
lo adescò per carpirgli (invano)
segreti sull’atomica Usa. Probabilmente
Einstein era ignaro
della missione della sua amante,
e se ne invaghì. “Qui tutto mi
ricorda di te” le scrisse, facendo
riferimento al loro “nido”.
I due si erano
conosciuti nel 1935, un anno
prima della morte di Elsa
Löwenthal, la seconda moglie
di Einstein.
Una delle ultime foto dello scienziato. Morì all’ospedale di Princeton nell'aprile 1955, settantaseienne, in conseguenza della rottura di un aneurisma dell’aorta addominale. Nel rispetto delle sue volontà, il corpo fu cremato e le ceneri disperse in un luogo tenuto segreto.
