Il limite

La domanda

L’argomento del mio percorso di maturità è «il limite e il suo superamento».
Per quanto riguarda la fisica lo collego con la relatività. Invece vorrei un aiuto per quanto riguarda scienze della terra! in classe ci siamo fermati alla tettonica delle placche!

Claudia, Liceo Scientifico

La mia risposta

Dal solo titolo del percorso di Claudia non posso farmi un’idea troppo precisa del suo contenuto. Sarebbe importante, ad esempio, se il «superamento del limite» è visto come un fatto, un momento in un processo dialettico o evolutivo, o come un tentativo destinato al fallimento. La conoscenza degli autori che Claudia intende citare in relazione a materie come Filosofia, Italiano o Inglese potrebbe rendere più chiaro questo aspetto.

L’unica cosa che so per certo è che Claudia intende discutere la teoria della relatività. In effetti, in relatività si incontra il concetto di velocità limite, quindi il riferimento sembra pertinente. Se ho una perplessità, è in relazione al fatto che si pensa per lo più ai limiti come a qualcosa di trascendente: un vincolo imposto all’uomo o al mondo da un’istanza esterna, la Natura, Dio, la Legge, e così via.
Ecco, se nella discussione della velocità della luce nel vuoto il concetto di velocità limite venisse presentato in questo modo, sarebbe un po’ un peccato. Nella teoria della relatività, almeno nella sua forma matura attuale – che ha all’incirca cento anni, per altro… – l’esistenza di una velocità limite emerge come conseguenza necessaria dell’ipotesi che esistano degli invarianti da un sistema di riferimento inerziale all’altro. Ciò che per Einstein era importante, fin dai primi articoli del 1905, era che le equazioni di Maxwell conservassero la loro forma invariante in tutti i sistemi di riferimento in moto rettilineo uniforme l’uno relativamente all’altro. Fra le previsioni di quelle equazioni c’è che la velocità della luce nel vuoto abbia un valore determinato c = 299792458 m/s. Questo valore deve perciò comportarsi come un invariante relativistico, restando lo stesso da un riferimento all’altro. Conoscerlo significa conoscere un aspetto fondamentale della struttura dell’universo in cui viviamo: il suo essere costituito dall’unità irriducibile di spazio e tempo in una geometria a quattro dimensioni.
È vero, in ogni sistema di riferimento la velocità della luce appare come un limite non superabile. Ma questa apparenza di un limite trascendente è legata al fatto di avere adottato un punto di vista particolare. Nello spaziotempo, che la teoria ci permette di descrivere, quel limite è un aspetto immanente della geometria dell’universo, ed è simile al «limite» che impedisce di far passare per un punto due parallele distinte a una stessa retta.

(Se dovessi scegliere io un argomento di fisica adatto alla discussione del concetto di limite, sceglierei certamente il secondo principio della termodinamica. Ma io l’esame l’ho già fatto…)

Per quanto riguarda Scienze della Terra, a me sembra che negli ultimi decenni sia proprio emersa una concezione dello studio del nostro pianeta come studio dei limiti che esso impone alle nostre pretese. Lo studio del ciclo dell’acqua, ad esempio, o di quello del carbonio, mostrano con chiarezza come ci sia un limite alla quantità di acqua dolce che possiamo prelevare quotidianamente, o alla quantità di carbonio (o di CO2) che possiamo immettere ogni anno nell’atmosfera. Se il prelievo di acqua o l’emissione di carbonio, o l’estrazione di energia, o qualsiasi altro processo che usi la Terra come risorsa, dev’essere sostenibile, allora la sua velocità deve rispettare la velocità dei cicli naturali. A me sembra che questo potrebbe essere un argomento interessante.

Per la lezione