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Che cosa può mai c’entrare uno degli eventi più violenti dell’universo con la nostra abilità di camminare su due gambe? Sembra che proprio a causa degli effetti di una lontana supernova i nostri antenati siano stati indotti a scendere dagli alberi per tentare di affrontare un’esistenza sulla terra
Può sembrare molto strano, ma effettivamente sono cose che succedono. Una supernova può effettivamente aver spinto l’uomo, o meglio i suoi antenati primati, a camminare su due gambe. In realtà c’è un’intera branca della matematica che studia questo tipo di fenomeni e si chiama teoria del caos. Questa disciplina si occupa di sistemi dinamici il cui comportamento è fortemente legato alle condizioni iniziali. Vediamo più nel dettaglio.
La Nebulosa del Granchio nata dopo l’esplosione di una supernova
Teoria del caos: il domino della matematica
La teoria del caos è una branca della matematica nata abbastanza di recente che si può collocare nei primi anni ’60 con gli studi di Edward Lorenz , un matematico e meteorologo che per primo evidenziò un comportamento caotico in un sistema semplice. Intanto bisogna capire che cos’è un sistema dinamico. Una spiegazione formale richiederebbe come minimo un po’ di conoscenza delle equazioni differenziali, ma vi basti pensare che praticamente tutti i processi naturali possono essere descritti come sistemi dinamici. Quindi si tratta in poche parole di un modello matematico di un qualsiasi processo naturale (in realtà i sistemi dinamici possono essere utilizzati per descrivere anche alcuni costrutti artificiali come le operazioni finanziarie e i flussi di denaro, ma non è importante). Il punto è che questi modelli rendono facilmente prevedibile la realtà: una volta che conosciamo il punto di partenza – in linguaggio tecnico le condizioni iniziali -, siamo in grado di determinare tutta l’evoluzione del nostro sistema. Ad esempio se il nostro sistema è un pendolo, una volta nota l’altezza da cui lo si lascia cadere possiamo ricavare in ogni istante la sua posizione.
Esempi di semplici sistemi dinamici biologici
Semplice, quasi sempre. Ci sono casi in cui una piccolissima variazione della condizioni iniziali può determinare un’evoluzione completamente diversa da quella che ci aspetteremmo. E questo è proprio il principio della teoria del caos. Se una piccolissima variazione, insignificante, impercettibile comporta una variazione enorme nel comportamento del sistema, ci sembra che sia tutto casuale. La teoria del caos invece ci dice che non è così e che siamo in grado di prevedere il comportamento anche di sistemi apparentemente casuali e complessi, come il clima meteorologico. Sembra una specie di domino: un piccola tesserina è in grado di provocare un’enorme reazione a catena, a seconda di dove si trova però gli effetti possono essere molto diversi. Anche la nostra supernova che a migliaia di anni luce di distanza esplode e fa camminare su due gambe i primi ominidi può essere considerata l’evoluzione di un sistema caotico.
L’attrattore di Lorentz, utilizzato nella teoria del caos. È entrato a far parte nella cultura di massa per la sua somiglianza con una farfalla e la citazione nel film “Jurassic Park”.
Camminare su due gambe: merito del caos di una supernova
Dopo la piccola parentisi matematica sulla interessantissima teoria del caos, torniamo a bomba. Sembra proprio che l’imprevedibile spinta che fece scendere alcuni primati dagli alberi portandoli a camminare su due gambe sia, almeno in parte, dovuta ad una supernova. Questa curiosa correlazione è stata evidenziata in uno studio pubblicato sul Journal of Geology dal gruppo dell’Università americana del Kansas coordinato da Adrian Melott. Tra gli 8 e 2,6 milioni di anni fa a 163 anni luce dalla Terra ci fu una grande esplosione di supernova che sparò nello spazio profondo una quantità enorme di particelle e radiazioni. Molte di queste erano elettroni che arrivarono fino all’atmosfera terrestre, caricandola di energia elettrica. La frequenza dei fulmini aumentò a dismisura e di conseguenza anche gli incendi nelle foreste. I primati che vi abitavano furono quindi costretti a fuggire nelle savane, dove per sopravvivere si adattarono a camminare su 2 gambe. Non mi direte che questo lungo racconto non assomiglia forse ad una partita a domino? Da un piccolo, minuscolo elettrone generato nel nucleo di una supernova morente, l’uomo imparò a camminare su due gambe. Se non è caos questo.
I primi ominidi che scendono dagli alberi in una riproduzione artistica
Lo studio si è basato sull’analisi dei fondali oceanici dove è stata evidenziata la presenza di un raro isotopo del ferro, il ferro-60, che può essere generato solamente durante le esplosioni di supernove. Inoltre i ricercatori hanno anche osservato negli stessi sedimenti grandi strati di carbone e fuliggine, testimonianza degli incedi. Il professor Melott commenta:
Questo strato è diffuso in tutto il mondo, anche in diverse zone climatiche, e nessuno è riuscito finora a spiegarne il motivo. Noi crediamo possa essere legato agli incendi innescati dall’esplosione della supernova. A quel tempo i nostri antenati avevano già la tendenza al bipedismo, ma erano ancora abituati ad arrampicarsi sugli alberi. La nuova vita nella savana li spinse, però, a camminare più a lungo e più spesso attraverso la prateria, tra un albero e un altro, e questo adattamento perfezionò l’andatura bipede. Una caratteristica che offriva indubbi vantaggi, a partire dalla possibilità di osservare da lontano l’eventuale presenza di predatori.
Ormai nessuno può più negarlo: siamo letteralmente figli delle stelle o forse della teoria del caos, che somiglia molto al titolo di un romanzo best seller. Eppure moltissimi fenomeni che incrociamo quotidianamente sono figli della teoria del caos; molti fenomeni apparentemente casuali possono essere spiegati con la teoria del caos ad esempio il clima, ma anche l’insorgenza di alcune malattie o l’andamento del mercato finanziario. Vi ho incuriositi sulla teoria del caos? Volete saperne di più? Fatecelo sapere, noi della sezione scienze siamo sempre ben disposti a soddisfare i vostri dubbi e curiosità!
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