E luce fu

di Gianfranco Costa.

Esattamente dieci anni or sono mio fratello minore si laureò ingegnere informatico col massimo dei voti. Una delle cose che più mi inorgogliscono è che in quella occasione mi diede l’occasione di partecipare alla revisione della sua tesi di laurea, sebbene solo per un minuscolo, insignificante contributo. Curiosamente, grazie al lavoro di un equipe di suoi colleghi e a mille prove nel laboratorio di fisica, sviluppando un software capace di analizzare la minuscola informazione ottica del contesto degli esperimenti, si prefiggevano dimostrare qualcosa che mi lasciò davvero stupito in quel frangente. Mi aspettavo si trattasse – al solito – di uno di quei super complicati asserti informatici dalla diabolica efficacia, terribilmente complessi ed efficienti ai quali la sua terribile, brutale genialità mi aveva abituato. E invece si trattava di misurare la luce emessa da un seme vegetale interrato al momento del suo germogliare. Stupefacente. Sinceramente non me l’aspettavo.

L’intuizione aveva sapore filosofico ma sapeva anche molto a chimica, fisica e informatica. Risultò per me molto intrigante, un eccitante succo di scienza e amore per il sapere. Sebbene all’epoca non riuscirono completamente nell’intento, a causa probabilmente dei sensori ottici non sufficientemente sensibili (si trattava di captare singoli fotoni), il gusto per quell’intuizione iniziale mi accompagnò per anni anzi, in realtà, non mi ha mai abbandonato.

La relazione tra luce e vita è evidente in tutto ciò che ci circonda. Respiriamo grazie all’ossigeno prodotto dalla fotosintesi clorofilliana, cioè respiriamo grazie alla luce. Non è per nulla casuale che nel leggendario racconto biblico della creazione il primo atto del sorgere del tutto sull’oscurità sia stato proprio l’apparizione della luce.

Oggi i fisici teorici ci spiegano che in effetti la luce fece il suo primo ingresso nella storia circa 380.000 anni dopo il Big Bang, quando il plasma energetico iniziale, quel frenetico ribollire di particelle nate – tutt’altro che intuitivamente – dal vuoto quantistico, si raffreddò abbastanza da poter permettere agli elettroni ed ai fotoni di smettere di collidere all’impazzata tra loro, permettendo da un lato la formazione degli atomi, cioè della materia, e dall’altro l’emissione di luce. Materia e luce, nascono insieme, nient’altro che come una differente, duplice manifestazione del concetto di energia. Quel raffreddamento fu permesso dal fenomeno dell’inflazione, ovvero della rapidissima espansione dello spaziotempo a ritmi vertiginosi, con velocità superiori – appunto – a quella della luce. Anche quei primi 380.000 anni, conosciuti come il periodo oscuro dell’universo, trovano riscontro nella metafora biblica (Genesi 1,2: “… le tenebre ricoprivano l’abisso…”). La luce permise la vita o, se si preferisce, l’esistenza è l’effetto della concausa luce.

Altro dato sicuramente stimolante è relativo al racconto dei molti che, al risveglio da prolungati periodi di lotta tra la vita e la morte, per avverse circostanze, narrano di aver visto quella ormai famosa luce abbagliante, come alla fine di una specie di tunnel. La scienza ufficiale suggerisce che ciò dipenda dagli alterati stati fisico-chimici del cervello sottoposto a quei particolari tipi di stress, e la cosa pare francamente piuttosto sensata. Prendo per buona l’ipotesi medica dell’alterato stato fisico-chimico del cervello stressato, capace di produrre allucinazioni, resta per lo meno singolare il fatto che tutti descrivano cose simili: buio, tunnel, luce.

Mi piace pensare che, così come la vita nacque nella luce, alla fine di un’esistenza ci si possa ricongiungere con l’essenza dell’esistente, ovvero con ciò che altre volte ho definito come Criterio dell’Esistenza, attraverso un’altra esperienza di luce. È come chiudere il cerchio.

La luce non solo caratterizza inizio e fine della vita, è molto di più: è lo strumento preferenziale della conoscenza, e non solo in termini metaforici (illuminazione).

Per esempio la luce (o la sua assenza) è lo strumento chiave per studiare l’universo. Valutiamo dimensioni, composizione chimica, distanza e velocità delle stelle in base alla luce che emettono e che di conseguenza percepiamo. Le fabbriche universali di materia, le supernovae, spargono atomi complessi come fossero semi violentemente sparpagliati al vento grazie alla loro esplosione, un evento enormemente energetico, che percepiamo individuando la luce che l’accompagna.

La luce ha molte similitudini col mare, luogo magico dove nacque la vita sul nostro pianeta, almeno in senso figurato: è fatta di onde.

Le onde sono essenzialmente un trasferimento di energia, un’energia che trasla. Quando ci tuffiamo in mare e ci sentiamo trasportati, ciò che in realtà ci muove non è uno spostamento d’acqua, quanto piuttosto un trasferimento di energia che quelle onde hanno acquisito, trasportato e trasferito. Una delle cose che le caratterizza è la loro velocità di propagazione e tutte le onde sono caratterizzate da una particolare velocità caratteristica.

Quelle che compongono la luce sono davvero molto particolari, affascinanti. Per esempio, le onde sonore possono essere sorpassate, possiamo correre più veloci del suono, come fanno spesso gli aerei – per l’appunto – supersonici.

Per effetto della relatività però niente, nessuna forma di materia né di radiazione, può sorpassare la velocità della luce (solo lo spaziotempo può, non essendo né materia, né radiazione). E quelle luminose sono speciali anche per un’altra ragione: possono percorrere distanze enormi. Di fatto usiamo questa loro peculiarità ogni volta che guardiamo il cielo notturno. Usiamo la luce per studiare l’universo, la cui conoscenza è fatta di luce. Per esempio la galassia di Andromeda è distante da noi circa 25 milioni di milioni di milioni di chilometri ed è la più vicina a noi. Lo sappiamo studiando la luce che emette. A proposito di velocità e distanze, abbiamo definito un anno luce, cioè la distanza che la luce riesce a percorrere nel vuoto in un anno.

Osservando un corpo celeste, in realtà lo stiamo vedendo nello stato in cui si trovava quando la luce che osserviamo fu emessa. Quindi ha anche senso pensare – fissata quella distanza – a quanti anni impiegheremmo per arrivare fin lì viaggiando alla velocità della luce, se ciò fosse possibile. Quanto più è distante un oggetto celeste, tanto più impiegherà la sua luce a raggiungerci, così che sempre in realtà, stiamo osservando il passato. Filosoficamente parlando, forse è per questo che spesso tanto ci costa vedere il presente.

Tornando al mondo fisico, la luce del sole ha bisogno di 8 minuti per raggiungerci, così come quella emessa dagli anelli di Saturno abbisogna di un’ora. Sempre stiamo vedendo il passato. In un certo senso Galileo, inventando il telescopio, inventò una macchina del tempo che funziona grazie alla luce.

Ah, altro particolare: le galassie più lontane ci appaiono rosse, nonostante durante la loro formazione fossero stracolme di stelle con luce azzurrata. La loro luce, fatta di onde, dovendo attraversare uno spaziotempo in continua espansione, ha rallentato la sua frequenza, così che ci appare spostata verso il rosso. E a proposito di colori, quando parliamo di luce in realtà parliamo di tutte le moltissime frequenze che la compongono, delle quali solo poche sono visibili ad occhio nudo. Quella che conosciamo come radiazione cosmica di fondo per esempio, eco della prima apparizione di materia e luce nell’universo, ha talmente rallentato la sua frequenza in circa 13,7 miliardi di anni che giunge a noi sotto forma di onde radio, peraltro debolissime. Una luce che percepiamo come onde radio. E ogni colore corrisponde ad una precisa lunghezza d’onda.

Insomma, da quando si sono formate le prime stelle, circa 200 milioni di anni dopo il big bang , la loro luce viaggia nell’universo per diffonderne la conoscenza. Qualche tempo fa però una scoperta scientifica notevole ha ravvivato questa mia naturale curiosità e, sinceramente, mi ha commosso.

È piuttosto recente la scoperta scientifica di un fatto tremendamente pesante, che immediatamente mi ha fatto tornare a quei momenti eccitanti in cui rivedevo la tesi di mio fratello: l’hanno dimostrato. Anzi hanno fatto molto di più, perché stavolta non parliamo del mondo vegetale.

Alcuni ricercatori dell’università Northwestern di Chicago, tra loro la professoressa Teresa Woodruf e il dr. Eve Feinberg hanno filmato il momento in cui lo spermatozoo entra nell’ovulo per fecondarlo e, sorprendentemente, questo evento è caratterizzato da un lampo di luce. In realtà l’evento fu osservato per la prima volta da una stagista della stessa università, Nan Zhang. L’effetto, estremamente bello a vedersi, è caratterizzato dalla liberazione di zinco presente nell’ovulo femminile dovuta alla componente ricca di calcio dello spermatozoo al momento del suo ingresso. Quella valanga di calcio provoca l’esplosione dello zinco, a livelli tali da poter essere filmata dalla camera del microscopio.

Da un punto di vista medico questo rappresenta un eccezionale miglioria del processo di fecondazione artificiale, perché permettere di prevedere a priori (prima dell’impianto) quali ovuli hanno maggiori probabilità di svilupparsi, risparmiando un sacco di problemi, soprattutto emotivi e psicologici alle pazienti. È sufficiente irrorare gli ovuli in vitro con enzimi spermatici, senza necessità di coinvolgere veri spermatozoi, e vedere quali ovuli brillano nel buio per effetto della valanga di zinco che emettono: i più brillanti sono i migliori candidati.

Per quanto mi riguarda, ora non si tratta più solo di una intuizione, né solo di una speranza: la vita inizia in un lampo di luce. E mio fratello aveva ragione.

Che ciascuno dia a tutto questo la valenza che preferisce: siamo già, di fatto e senza tema di smentita, esseri di luce.