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Downsizing – Perchè è impossibile ridimensionarsi

Un essere umano che si rimpicciolisce fino a 12 centimetri riuscendo a conservare voce e intelligenza tipiche di un essere umano è qualcosa di seriamente difficile da immaginare. Il film Downsizing di Alexander Payne ci mostra come un’esistenza mini sarebbe la soluzione ideale per preservare il futuro della specie e del mondo. Ma perchè oggi giorno non siamo nemmeno minimamente vicini alla miniaturizzazione di un corpo umano che riesca a conservare tutte le sue normali peculiarità? Nel film di Isaac Asimov del 1966 Viaggio allucinante (di cui Salto nel buio fu un ramake), il celebre scrittore postula tre ipotesi attraverso cui si potrebbe rendere la miniaturizzazione un successo.


Ipotesi 1 – Rendere più piccoli gli atomi

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Come già sappiamo la materia è composta da atomi, formati a loro volta da un nucleo centrale dotato di protoni e una nuvola di probabilità nel quale vorticano gli elettroni. Nell’atomo ci sono in egual numero tanti protoni quanto elettroni, e questo fatto sta alla base della loro stabilità. I protoni, essendo a carica positiva, esercitano una forza attrattiva verso gli elettroni, i quali grazie al loro moto non finiscono per toccare il nucleo. Più aumenta il numero degli elettroni, più aumenta proporzionalmente quello dei protoni, i quali contribuiscono a rendere un atomo più “pesante”. Ora, c’è da ammettere che gli elettroni non si possono “vedere” ma si può stimare la loro posizione calcolando il raggio dell’atomo, cioè la distanza nucleo-orbite.

Solitamente il diametro di un atomo è un terzo di nanometo (il nanomentro è un miliardesimo di metro), dunque il raggio è più o meno la metà e varia a seconda dell’atomo considerato. Per calcolare il raggio si usano calcoli che includono fattori come la massa di un elettrone, il numero di cariche positive del nucleo e una costante fondamentale h detta costante di Planck (il cui valore determina la grandezza di tutti i fenomeni quantistici). La costante è la chiave della miniaturizzazione attraverso il rimpicciolimento degli atomi. Secondo Asimov modificando il valore di h attraverso la generezaione di un “campo di distorsione locale” è possibile trasformare la costante in variabile e, una riduzione di fattore dieci del suo valore, ridurrebbe di cento volte la grandezza di un atomo. Ovviamente la modifica di costanti universali della natura come ad esempio la velocità della luce è qualcosa di implausibile, e ciò rende questa prima opzione piuttosto assurda.


Ipotesi 2 – Togliere una parte degli atomi

cervello_8094Potremmo allora togliere degli atomi da un corpo per renderlo fondamentalmente più piccolo. In effetti già lo facciamo nel campo tecnologico per miniaturizzare gli apparecchi elettronici. Basta vedere le batterie dei cellulari di venti anni fa e quelle di un normale smartphone. Ma un corpo biologico come reagirebbe? Innanzitutto bisognerebbe estrarre un quantitativo proporzionale di atomi da ogni cellula del corpo, in modo da non turbare le sue normali dimensioni. Un fegato dovrebbe conservare le stesse proporzioni che ha rispetto a un cervello o un cuore.

Ma una estrazione di atomi dalle singole cellule comprometterebbe la sua funzionalità biologica? Ovviamente si. Prendendo ad esempio i neuroni, si pregiudicherebbe la loro funzionalità e le relative connessioni sinaptiche che rendono l’uomo l’essere più evoluto. In pratica un uomo di pochi centimetri come Paul Safranek (Matt Demon) non potrebbe mai avere l’acume di un uomo a grandezza naturale e sarebbe fondamentalmente un idiota in calzamaglia.


Ipotesi 3 – Avvicinare gli atomi tra loro

Marble-JarImmaginiamo un cilindro pieno di biglie rigide. Le biglie riempiono tutti gli spazi possibili in base alle loro dimensioni ma, inevitabilmente, si vengono a formare dei piccoli spazietti vuoti colmi d’aria. Se volessimo riempire tutti gli spazi vuoti (e rudurre quindi il volume), potremmo agire con una compressione sulle pareti del cilindro cercando di avvicinare le biglie tra loro, le quali già a stretto contatto tenderebbero a frantumarsi.

Nell’ipotesi di voler ridurre un uomo applicando una pressione analoga, ad esempio di fattore dieci, il risultato sarebbe simile. Gli atomi infatti si comporterebbero esattamente come le biglie. Qualcosa quindi di più rassomigliante a una gelatina sanguinolenta piuttosto che a uno medioman depresso appena piantato da sua moglie.

fonte: La fisica dei supereroi – J. Kakalios [pag 95-100]