Ciò che accomuna il corpo umano, fatto di atomi aggregati in molecole di un numero ridotto di elementi chimici, e l’universo, costituito di atomi di tutti gli elementi (che a tutt’oggi sono 118 a partire dall’atomo più leggero, l’Idrogeno H1, al più pesante, l’Oganesson Og118), è dato dai grandi numeri e dall’armonia, cioè dal perfetto accordo tra tutte le parti che li costituiscono. E per questo con questa breve disamina vogliamo palesare questioni su entità diverse che di primo acchito non sembrano avere niente in comune. Il filosofo nolano Giordano Bruno (1548 – 1600) era convinto che Tutte le cose sono nell’universo e l’universo è in tutte le cose. In questo modo tutte le cose si armonizzano in una perfetta armonia. Ciò starebbe a significare che tra una qualsiasi cosa esistente nell’universo e l’universo stesso ci sia similitudine, somiglianza, concordanza. Galileo Galilei (1564 – 1641), da parte sua, nel trattato Il saggiatore (1623) asserì che La filosofia è scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci sta aperto innanzi a gli occhi (io dico l’universo ), ma non si può intendere se prima non s’impara a intender la lingua, e conoscer i caratteri, ne’ quali è scritto. Egli è scritto in lingua matematica. … .
Allora, con qualche calcolo e tramite opportune riflessioni, cerchiamo di capire se l’intuizione filosofica di Giordano Bruno e la profonda perspicacia di Galileo siano effettivamente attinenti alla realtà. Dall’Encyclopedia Britannica si evince che l’universo osservabile è considerato l’intero sistema cosmico di materia ed energia di cui la Terra, e quindi la razza umana, fa parte (The whole cosmic system of matter and energy of which Earth, and therefore the human race, is a part.) ed ha un raggio pari a 4,65·1010 anno luce(**). I corpi celesti che lo costituiscono sono pianeti, stelle, galassie, polveri e gas e che tra essi c’è un legame invisibile dettato dalla legge di gravitazione universale del fisico e alchimista inglese Isaac Newton (1642 – 1727), secondo la quale dipendono l’equilibrio e l’armonia universali. Egli, infatti, nei Principia (1687) scrisse che non esistono luoghi immobili salvo quelli che dall’infinito e per l’infinito conservano, gli uni rispetto agli altri, determinate posizioni; e così rimangono sempre immobili e costituiscono lo spazio che chiamiamo immobile.
Essendo un anno luce pari a 9,46·1012 km, che è la distanza che la luce (la cui velocità è 300.000 km/s) percorre in un anno solare, cioè in 365 giorni, si ricava che il raggio dell’universo osservabile è dato dal prodotto (4,65·1010 anno luce · 9,46·1012 km/anno luce = ) 44·1022 km. La galassia di cui la Terra fa parte, chiamata Via Lattea, ha un raggio di 1,3·105 anni luce. Facendo il rapporto degli ordini di grandezza delle dimensioni dell’universo osservabile e della nostra galassia (1010/105) si ottiene 105.
L’atomo, da parte sua, è costituente di ogni cosa e nella sua piccolezza è un entità strutturata e organizzata, essendo costituito, contrariamente al suo significato etimologico, da un aggregato di particelle subatomiche, collocate in un nucleo centrale elettricamente positivo, attorno a cui sono disposti con un certo ordine,descritto dalla meccanica quantistica, le particelle negative, chiamate elettroni. L’ordine di grandezza delle dimensioni atomiche è pari a 10-10 m, mentre quello del nucleo atomico è 10-15, da cui il rapporto tra la distanza nucleo-elettrone più vicino e la dimensione del nucleo risulta (10-10/10-15) 105. Passando, quindi, dalle dimensioni macroscopiche (universo osservabile, galassia) a quelle microscopiche (atomo, nucleo) si viene ad avere in ogni caso il rapporto uguale a 105. Questo risultato porta ad immaginare che tra l’universo osservabile e la galassia ci sia una relazione simile a quella esistente tra l’atomo e il suo nucleo. Anche il rapporto dell’ordine di grandezza della distanza Terra-Sole e il diametro della Terra è intorno a 105. E ciò porta ad immaginare che se un essere umano si rimpicciolisse, sino al punto di diventare abitante del nucleo atomico, vedrebbe l’elettrone ad esso più vicino così come vede il Sole abitando sulla Terra. Questo significa che nell’atomo c’è un grande vuoto che ovviamente è relativo alle dimensioni atomiche.
Si pensa che probabilmente siano più di 2.000 miliardi le galassie nell’universo osservabile, mentre il numero di atomi dei 118 gli elementi chimici già scoperti è incalcolabile, in quanto non si conosce la loro distribuzione quantitativa e che, nel prossimo futuro, tale numero possa arrivare a 164 elementi. Le sorgenti di produzione di nuovi elementi, infatti, possono essere le esplosioni delle Supernovae della nostra galassia, che avvengono1-2 volte per secolo, o le collisioni di recente scoperta tra coppie di neutroni stellari e coppie di buchi neri.
Tra le cose a cui si riferiva Giordano Bruno c’è anche il corpo umano che è costituito da diversi elementi chimici, di cui i principali, in ordine di percentuale media decrescente, come risulta dall’analisi chimica delle ceneri, sono: ossigeno O (65%), carbonio C (18%), idrogeno H (10%), azoto N (3%), calcio Ca (1,5%), fosforo P (1,5%), potassio K (0,4%), zolfo S (0,3%), sodio Na (0,2%), cloro (Cl (0,2) e altri (0,4%). Ovviamente questi elementi compongono le molecole dei composti presenti in un qualsivoglia corpo umano: acqua (65%), proteine o protidi (16%), grassi o lipidi (13%), carboidrati o glucidi (1%), sali minerali (5%) e vitamine (tracce) che mediamente ne costituiscono i vari apparati (es. apparato cardiovascolare) e sistemi (es. sistema nervoso).
Se si vuole calcolare il numero degli atomi di ciascuno degli elementi indicati, presenti in un corpo umano, bisogna conoscere: 1) il significato di mole di una sostanza chimica (elemento o composto), 2) il numero o costante di Avogadro (Amedeo Avogadro è stato un chimico italiano di Torino, vissuto a cavallo tra il XVIII e il XIX secolo):
NA = 6,02214076×1023 particelle/mol (*) (**), cioè circa 602.214 trilioni (1018)
che è il numero di particelle (atomi, molecole o ioni) di una mole di sostanza (simbolo dell’unità di misura della mole = mol), 3) la massa m (in grammi g) dell’entità molecolare (atomo, molecola, ione, radicale, ecc.), 4) la massa atomica relativa o peso atomico PA (estrapolato dalla tavole periodica degli elementi) che in grammi esprime la sua massa molare MM.
Dovendo, tuttavia, calcolare il numero di moli n – o quantità di sostanza – di atomi di ogni elemento costituente ci si riferisce alla massa molare MM (g/mol):
n = m/MM mol
da cui si ottiene il corrispondente numero Nx di atomi:
Nx = n ·NA = n mol· 6,02214076·1023 particelle/mol.
Orbene, prendendo come dato di riferimento il peso di un corpo umano di 70 kg e facendo gli opportuni calcoli, deriva che si hanno
- 12.200.000.000 trilioni di atomi di ossigeno, carbonio, idrogeno;
- 120.000.000 trilioni d atomi di azoto, calcio, fosforo;
- 14.300.000 trilioni di atomi di potassio, zolfo, sodio e cloro.
Quindi, complessivamente, si hanno circa 12.334.300.000 trilioni di atomi di tutti gli elementi presenti in un corpo umano di 70 kg.
Sommando tutti i valori indicati si viene ad avere, dunque, un numero grandissimo di atomi, ognuno dei quali, a sua volta, è costituito dalle particelle subatomiche che si dividono in elementari (quark, elettrone, muone, neutrino, bosone, ecc), e composte (protone, neutrone, ecc.). Allora viene la curiosità di confrontare numericamente il microcosmo, cioè l’infinitamente piccolo localizzato nell’atomo, con il macrocosmo, cioè l’infinitamente grande localizzato nell’universo osservabile, e ne deriva che un corpo umano è costituito da un numero di atomi di gran lunga superiore, come ordine di grandezza, ad esempio, al numero di stelle dell’universo osservabile che è stato stimato essere intorno a 300.000 trilioni, cioè a 3·1023.
Infatti, dal rapporto12.334.300.000 : 300.000 = 41.114 si ricava che in un corpo umano di 70 kg c’è un numero di particelle (atomi) di gran lunga maggiore del numero di stelle dell’universo. Questo ci fa essere d’accordo con ciò che sosteneva Giordano Bruno: Tutte le cose sono nell’universo e l’universo è in tutte le cose.
Allora, si potrebbe pensare che il corpo umano nella sua finitezza è simile all’universo infinito, perché ambedue sono caratterizzati non solo da grandi numeri ma anche da equilibrio, ordine e soprattutto da armonia, che dal verbo greco armózein, significa «collegamento». Ed erra l’armonia per questa valle, verseggiò Giacomo Leopardi nel canto Il passero solitario. L’umanità (e non solo), tenendo conto di quanto detto, si può affermare con grande convinzione che sia una meraviglia della Natura e che ogni essere umano dovrebbe essere orgoglioso di trovarsi per caso al mondo, perché egli stesso gode di unicità. Il corpo dell’essere umano è un’entità perfetta, organizzata, armonica, come lo è l’universo con tutti i suoi corpi, che nel passato erano detti sfere celesti. E viene da chiedersi a proposito dell’armonia di queste sfere, come fece dire Cicerone, nel De re publica, a Scipione Emiliano: Che musica è questa così intensa e così piacevole, che riempie le mie orecchie? Tale perfezione nell’universo è manifestata dal movimento regolare, sincrono e coesistente dei corpi celesti, mentre nel corpo umano è manifestata sia dal totale sincronismo di funzionamento dei vari organi, sia dal ritmo simultaneo tra i vari apparati (es. apparato cardiocircolatorio) e sistemi (es. sistema nervoso), sia dallo scambio ininterrotto tra massa ed energia, sia tra il corpo umano e l’ambiente. Il corpo umano, infatti, è un trasformatore continuo di massa in energia. Il nostro pensiero che si esplicita in un dato momento, ad esempio, altro non è che massa che si trasforma in energia, espressa ad esempio come sentimento, o come idea, o come opinione, ecc. . Anche qualunque nostro movimento fisico è conseguenza della massa che si trasforma in energia e in esso c’è insita sempre armonia.
Francesco Giuliano
(*) SI (Sistema Internazionale delle unità di misura), 2019.
(**) La notazione esponenziale 10n permette di scrivere un numero grandissimo in modo compatto e più facile da ricordare. Nel caso di 4,65·1010 significa spostare la virgola verso destra di dieci posti: 46500000000 oppure per avere il valore del numero di Avogadro basta spostare la virgola verso destra di 23 posti aggiungendo gli zero necessari: 602.214.076.000.000.000.000.000. Quindi si ha, in ogni caso, un numero grandissimo che non ha senso saper decifrare dato che la notazione scientifica o esponenziale lo rende più semplice da leggere e da ricordare.
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