Inutile cercare di capire la dimostrazione matematica. Per il semplice fatto che per arrivare a questa formula si parte prima dalle formule sui principi della dinamica, teoremi dell’energia cinetica e definizione di massa relativistica. Senza aver studiato matematica e fisica non lo consiglierei neppure al mio peggior nemico. Parliamo in maniera intuitiva e profana (anche perchè di più non saprei fare comunque).
E’ il 1905, l’annus mirabilis di Albert Einstein. In quell’anno Albert pubblica quattro articoli sull’Annalen der Physik uno più incredibile dell’altro: Un punto di vista euristico sulla produzione e la trasformazione della luce - Il moto di piccole particelle sospese in liquidi in quiete, secondo la teoria cinetico-molecolare del calore – il famoso articolo sulla relatività spieciale e “L'inerzia di un corpo dipende dal contenuto di energia?” In quest’ultimo appare appunto per la prima volta la formula sull’equivalenza tra massa ed energia, anche se scritta in annotazione piuttosto diversa. Prima di allora questi tre elementi – E: Energia, m: massa, c: celeres (velocità della luce) erano stati studiati pressochè separatamente. Lavoisier aveva avuto l’intuizione e la capacità di dimostrare la legge di conservazione della massa (“In una reazione chimica la massa complessiva dei reagenti è uguale alla massa complessiva dei prodotti”), Faraday aveva capito che l’energia può trasformarsi da una forma all’altra (legge dell’induzione elettromagnetica) e scienziati meno noti ma straordinari come la Émilie du Châtelet di cui avevamo già trattato nell’articolo su sesso e scienza con certa enfasi, avevano capito l’importanza della ‘Vis Viva’, cioè il concetto di quadrato nello studio dei fenomeni fisici (es: una velocità doppia genera un impatto non doppio ma quadruplo a parità di massa).
Ma se siamo circondati da tutta questa energia potenziale allora dov’è il problema energetico, che bisogno abbiamo del petrolio, gas o carbone? Ecco, il punto è che l’energia che utilizziamo noi è un’energia da semplice combustione. Noi utilizziamo elementi che, bruciando, rompono quelli che vengono chiamati i ‘legami di valenza degli elettroni’ liberando ulteriore energia. Gli atomi sono composti da un nucleo e da elettroni che gli girano intorno. Il nucleo è molto più pesante e contiene molta più energia ma noi siamo capaci di ricavare dagli atomi solo quell’energia che sta all’esterno detenuta dagli elettroni. Bruciamo quelli, si rompono i legami di valenza e si genera un ‘vantaggio’ energetico. Non ricaviamo energia dalla nucleo. E’ appunto E=mc2 che ha dimostrato che è rompendo i nuclei e non staccando gli elettroni che si ottiene molta più energia. Ed è da lì che è partita la ricerca sull’energia chiamata appunto ‘nucleare’ o ‘atomica’. Ma anche nei più efficienti processi nucleari (un esempio a caso – la bomba atomica) la massa viene scomposta dalle reazioni a catena in nuclei minori pur sempre trasformando in energia pura solo una piccola parte di materia. Parliamo di valori intorno all’uno per cento o giù di lì. Persino il nostro Sole, che produce energia per fusione termonucleare, ogni secondo trasforma circa 600milioni tonnellate di idrogeno in 595milini e spicci tonnellate di elio e quindi solo poche tonnellate spariscono completamente in energia (radiazione elettromagnetica). Quando poi il Sole avrà finito di consumare tutto l’idrogeno inizierà con l’elio e il nuovo prodotto della combustione sarà il carbonio ma a quel punto sarà già diventato una gigante rossa. Poi, quando sarà finito anche l’elio proverà a bruciare anche il carbonio e, se fosse stato più grande, il suo nucleo avrebbe potuto raggiungere valori di pressione e temperatura ancora tali da proseguire ulteriormente le razioni nucleari fino agli elementi più pensanti e, una volta finite tutte le reazioni possibili, esplodere in una supernova. Finito il carbonio il nostro Sole invece , per mancanza di dimensioni e pressione, non sarà più sede di reazioni nucleari e si placherà fino ad affievolirsi probabilmente in una nana nera – una lampadina spenta. Di massa ne rimarrà però ancora parecchia. Se quindi neppure il nostro Sole sarà in grado di cogliere tutto il potenziale racchiuso nella sua stessa massa, non dobbiamo stupirci del fatto che non abbiamo ancora imparato a farlo noi stessi. Per altro, visto come abbiamo utilizzato finora quel po’ di potenziale nucleare che abbiamo compreso, forse meglio così.
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