RASSEGNA STAMPA

5 GIUGNO 2001

Che cosa hanno in comune le onde del mare, il pane, la crema da barba, il cappuccino, una meringa, una spugna marina e il sughero? Il fatto di essere tutte delle schiume, cioè aggregati instabili di piccole bolle. Solidi, liquidi e gas - i tre stadi della materia - si combinano in vario modo per formare la schiuma: nelle emulsioni, ad esempio del latte, le bolle di un liquido galleggiano all'interno di un altro senza mescolarsi; nei colloidi, come la gelatina, le particelle di una sostanza solida sono invece distribuite in un liquido. Ci sono schiume che si mangiano e si bevono, come la mousse o la meringa, il pane o la birra, e schiume che servono per isolare, come il sughero, oppure per radersi, come la crema da barba, o ancora materiali schiumosi composti di vetro, come l'aerogel, che in questo istante sta viaggiando a bordo di una sonda spaziale della Nasa per incontrare la cometa Wild-2 e raccogliere nelle sue porosità schiumose le particelle rilasciate da quel corpo celeste. Sidney Perkowitz, un fisico americano, divulgatore scientifico, ha scritto un libro decisamente amichevole, Universal Foam (reso in italiano con La teoria del cappuccino , traduzione di Silvie Coyaud, Garzanti, pp. 177, lire 29.000), con l'intento di abbozzare una «scienza della schiuma», che non riguarda solo gli oggetti d'uso quotidiano, alimentari o no, ma anche microfenomeni, come le cellule e i virus, e macrofenomeni, come vulcani e oceani, e più in generale la forma stessa dell'universo, che può essere pensato, dice Perkowitz, come una serie di bolle, forme schiumose dentro cui galleggiano pianeti, sistemi stellari, intere galassie. La «scienza della schiuma» è la diretta discendente della teoria delle bolle, fondata alla fine dell'Ottocento da un curioso scienziato inglese, Charles V. Boys, che la espose in tre lezioni davanti a un pubblico di giovani ascoltatori alla London Institution nel 1889. Il suo Le bolle di sapone e le forze che le modellano (Zanichelli, 1963), libro curioso e avvincente, ricco di illustrazioni esplicative, spiega una strana fisica. Tra le varie cose che questo curioso scienziato e inventore - costruì il primo radiomicrometro e le lampadine al quarzo - ha sperimentato con le sue abili mani c'è quella della superficie minima: un sistema fisico raggiunge la massima stabilità quando la sua energia è minima. Le schiume costituiscono una «materia molle»: non sono un liquido vero e proprio (scorrono moderatamente come la panna montata), ma non sono neppure compatte come un solido. La loro vita è effimera: durano poco, per questo, sin qui, la scienza non le ha mai prese in considerazione; eppure, le creste schiumose degli oceani coprono di bolle 9,3 milioni di chilometri quadrati, una superficie quasi identica a quella degli Stati Uniti. Quello che colpisce nelle schiume è la loro forma. Nell'Ottocento un fisico belga, Joseph Antoine F. Plateau, ha cercato di descrivere la seducente geometria della schiuma composta di celle poliedriche, riuscendo a produrre con sapone, acqua e glicerina bolle che duravano 18 ore filate. Le congetture di Plateau, diventato cieco per aver fissato direttamente il sole, sono ottenute per via visiva, mentre per dimostrare per via matematica le proprietà rilevate si è dovuto attendere l'inizio del 2000, quando alcuni matematici americani hanno creato una nuova geometria non lineare. Negli ultimi quarant'anni nella scienza le immagini tornano a essere centrali, dopo un secolo e  mezzo di prevalenza dell'invisibile. In un libro fondamentale, Crescita e forma, pubblicato nel 1917, il biologo inglese D'Arcy W. Thompson descriveva con parole e disegni il legame che esiste tra le cellule e le foglie, le conchiglie e i fiori, le ossa e gli alberi, mediante la decifrazione visiva delle forze che scolpiscono il mondo, sia nella sua parte dura e minerale sia in quella molle ed effimera. L'idea di D'Arcy Thompson, zoologo e studioso di lettere classiche, è che le medesime forze agiscono su tutti i sistemi viventi e non. In uno dei passi del suo libro - un volume di oltre mille pagine, di cui esiste una traduzione parziale presso Bollati Boringhieri -, spiega le configurazioni degli organismi biologici proprio partendo dalle bolle di sapone: le cellule sono modellate dalla tensione superficiale e assumono la forma che utilizza il minimo di energia. Il termine «cellula» è stato coniato nel Seicento dal fisico inglese Robert Hooke, che vedeva negli organismi minimi del mondo biologico tante piccole celle monacali. Per capire le cellule, la teoria delle bolle di sapone è essenziale: la riproduzione cellulare rispetta gli stessi principi fisici della schiuma. Sebbene il libro non indichi una teoria unificante dell'universo - il suo intento è divulgativo -, è indubbio che la «scienza della schiuma» suggerisce un proprio punto di vista sui fenomeni naturali e fisici, e permette di osservare con occhio differente i passaggi di stato della materia, ma anche di integrare tra loro litosfera, atmosfera e idrosfera: la crosta di roccia, lo scudo gassoso e i mari, che da soli coprono il 70% della superficie terrestre, non sono tre sistemi geofisici indipendenti, ma uno solo. I vulcani, gli oceani, l'aria e il vento producono di continuo masse schiumose di varia densità e forma. In una vecchia storiella raccontata dalla tribù variegata dei fisici, un antropologo interroga un vecchio saggio sulla cosmogonia della sua tribù. Il saggio spiega che il mondo poggia su un elefante, che a sua volta si appoggia a una tartaruga. «E dove poggia la tartaruga?», chiede l'occidentale. «Su un'altra tartaruga». «E sotto quella tartaruga, che cosa c'è». «Facile, amico mio», dice il saggio , «da qui in giù, tutte tartarughe». La risposta degli scienziati potrebbe essere: «Da qui in giù, tutte bolle». John Wheeler, collaboratore di Niels Bohr e di Edward Teller, fisico di genio, ha proposto il concetto di «schiuma quantica»; a lui si attribuisce l'idea che l'universo esiste solo perché lo stiamo osservando. In uno dei suoi lavori sulla gravitazione quantistica - i quaderni di Wheeler contengono pagine di disegni che ricordano quelli di Leonardo - ha espresso l'idea di una schiuma quantica come substrato di tutta la realtà. Egli spiega che, nel mondo cosiddetto normale, lo spazio-tempo è liscio come vetro, mentre secondo la scala di Plance (i valori sono: 1,6 x 10 alla -35) è il luogo delle turbolenze schiumose. In un universo simile non c'è né destra né sinistra, né prima né dopo, e le normali idee di lunghezza e di tempo scomparirebbero. Anche Stephen Hawking, che è partito dalla discussione delle idee di Wheeler, parla di una struttura «a schiuma» dello spazio-tempo e di bolle gravitazionali. Tutto dipende da che distanza si guarda. All'altezza del nostro mondo, dice Perkowitz, lo spazio-tempo è una tavola piatta, proprio come un oceano visto da una navicella spaziale, mentre osservato da molto vicino è un mare in burrasca con onde alte decine di metri. Forse l'universo assomiglia alla Grande onda dipinta da Hokusai, la cui cresta ricasca su di noi - o sotto di noi - in lunghi tentacoli bianchi.

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