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ALBERT
EINSTEIN
Albert Einstein nacque a Ulm, nella Germania meridionale, il 14 marzo del
1879 da Hermann e Pauline Koch, entrambi di religione ebraica, non praticanti.
Albert fu il primo di due figli: il 18 novembre del 1881, poco dopo che la
famiglia si era trasferita a Monaco di Baviera, venne alla luce Maria (chiamata
in famiglia Maja) una bambina molto amata dal fratello e del quale, in età adulta,
scriverà una biografia che sarà la fonte principale di ricordi familiari
relativi ai primi anni di vita di Albert. Fra l'altro essa ci informa della preoccupazione della madre per la forma del cranio del
neonato, una circostanza che, associata al fatto che il bambino imparò a parlare molto tardi,
induceva il timore di un suo ritardo mentale. Queste preoccupazioni erano
infondate, in realtà il figliolo era molto tranquillo e preferiva giocare da
solo: un’avversione per i
giochi con i compagni e in genere per lo sport che Albert conservò anche in età
adulta.
La scelta di nomi non ebraici per entrambi i figli testimonia della
volontà dei genitori di integrarsi all’interno della comunità entro cui
vivevano. È importante ricordare infatti che in quegli anni si realizzava
l’unificazione tedesca sotto l’egida della Prussia dopo che per secoli
quella terra era stata soltanto una regione geografica, un campo di battaglia in
cui si affrontavano le potenze europee. L’infanzia di Albert si svolse dunque
nella particolare atmosfera della Germania di Bismarck, miscuglio di esaltazione
della forza e della glorificazione della tradizione culturale, che si fondava sui
nomi prestigiosi di Kant, Goethe, Schiller e Beethoven, oltre che su quelli di
tanti altri personaggi che si erano affermati nel campo della filosofia, della letteratura e
della musica.
Poco dopo la nascita di Albert fallì la ditta di materassi di piume che
Hermann dirigeva insieme con altri due soci. In quell’occasione il fratello
minore Jacob, un ingegnere intraprendente ed energico, gli propose di costituire
una piccola azienda di impianti idraulici e per il gas. Hermann accettò
l’offerta e, come abbiamo anticipato, si trasferì a Monaco con la moglie e il
figlio.
La piccola azienda dei fratelli Einstein ebbe un inizio promettente ma
Jacob, che aveva inventato una dinamo e desiderava metterla in commercio, aveva
progetti molto ambiziosi che si concretizzarono nella realizzazione di uno
stabilimento per la produzione di dinamo, lampade ad incandescenza,
apparecchiature di misura per centrali elettriche e reti di illuminazione
stradale. In quegli anni venne anche acquistata, con l'aiuto finanziario del
padre di Pauline, una casa alla periferia di
Monaco in cui andarono ad
abitare entrambi i fratelli con le rispettive famiglie. 1. GLI ANNI DELLA SCUOLA
Il ricordo scientifico più vivido che Einstein conservava dal tempo
dell’infanzia fu la scoperta del funzionamento della bussola che il padre gli
aveva regalato quando non aveva ancora compiuto cinque anni. Il fatto che
l’ago calamitato finiva per puntare sempre in una data direzione a causa di
qualche forza misteriosa lo aveva molto incuriosito.
Alcuni anni più tardi lo zio ingegnere cominciò ad impartire ad Albert
alcune lezioni di algebra e di geometria che rappresentarono un secondo elemento
dell’esperienza scientifica del bambino. Fra le altre cose gli insegnò il
teorema di Pitagora che dopo notevoli sforzi riuscì a dimostrare servendosi
della similitudine dei triangoli.
Pur non essendo religiosa la sua famiglia conservava l’antica
consuetudine di invitare a pranzo il sabato un ebreo povero. Nel caso degli
Einstein ciò avveniva il giovedì a mezzogiorno, quando la famiglia divideva il
pranzo con uno studente di medicina privo di mezzi che proveniva dalla Russia.
Anche questo studente ebbe un ruolo importante per la formazione culturale di
Albert perché gli fece leggere alcuni libri di divulgazione scientifica il cui
contenuto veniva poi commentato insieme.
In Baviera l’insegnamento della religione cattolica era obbligatorio per tutti gli
studenti che frequentavano le scuole elementari pubbliche e quindi anche il piccolo Albert
dovette assoggettarsi a questo dovere. Tuttavia, contemporaneamente, a
domicilio, un lontano parente incaricato dai genitori, si occuperà
dell'insegnamento dei precetti ebraici. Quando, successivamente, terminati gli
studi inferiori, passò al liceo, Luitpold
Gymnasium, Albert, approfondendo lo studio della religione ebraica, per un
certo periodo sviluppò idee quasi di stampo fondamentalista sul Vecchio
Testamento, le quali ben presto entrarono però in conflitto con i suoi studi
scientifici. Attraverso la lettura di libri di scienza popolare si era convinto
– come lui stesso racconterà – che molti racconti biblici non potevano essere
veri.
Al liceo il giovane Einstein si scontra con la rigida mentalità degli
insegnanti che rendevano la scuola simile ad una caserma. L’avversione ai
metodi di insegnamento autoritari e nozionistici non sfugge agli occhi degli
insegnanti che non risparmiano rimproveri spesso immotivati nei confronti
dell’alunno che siede nell’ultimo banco con un sorriso ironico perennemente
stampato sul volto. “Con la sua sola presenza lei distrugge il rispetto della
classe nei miei confronti” gli dirà un professore.
La conseguenza di tutte queste esperienze e scoperte contraddittorie fu
che in giovane età Albert divenne un acerrimo sostenitore del libero pensiero e
mantenne per tutta la vita un atteggiamento di sospetto verso ogni genere di
autorità.
Frattanto, dopo alcuni anni di prosperità, la fabbrica di Monaco
si trovò in difficoltà e il signor Garrone, rappresentante italiano della ditta, consigliò di trasferire l’attività in
Italia che riteneva un mercato in espansione mentre in Germania
l’elettrificazione era già molto avanzata. Liquidata l’azienda e venduta la
casa, la famiglia si trasferì quindi a Milano e l’anno seguente aprì una
fabbrica a Pavia. Albert venne però lasciato a Monaco presso una famiglia di
conoscenti affinché potesse terminare gli studi liceali. Rimasto solo il
ragazzo cadde in una profonda depressione causata in parte dalla mancanza degli
affetti famigliari e soprattutto da una scuola che gli piaceva sempre meno.
Escogitò quindi un sistema par raggiungere i genitori a Milano, convincendo il medico di famiglia a rilasciargli un certificato nel quale si
dichiarava che, a causa di un esaurimento nervoso, era necessario che il ragazzo
lasciasse la scuola. Vedendolo giungere a
Milano senza preavviso questi se da un lato furono orgogliosi della sua
audacia, dall’altro si mostrarono preoccupati per il suo futuro in quanto, avendo perso la possibilità di acquisire un titolo di studio di
scuola superiore, non avrebbe potuto iscriversi all’Università e quindi
accedere alle professioni che garantivano sicurezza finanziaria e soddisfazioni
intellettuali.
Giunto in Italia, una delle prime cose che fece il giovane Einstein fu
quella di rinunciare alla cittadinanza tedesca per evitare il servizio militare,
per il quale fin da bambino nutriva un'avversione viscerale, e nel contempo al fine di
non essere considerato disertore. Poiché non era possibile ottenere celermente la cittadinanza di un
altro Paese, egli rimase apolide per i sei anni successivi.
Durante il soggiorno italiano fu deciso in famiglia che Albert dovesse
iscriversi al Politecnico di Zurigo, il più famoso centro per lo studio delle
scienze di tutta Europa esclusa la Germania,
ma per accedere a quella scuola avrebbe dovuto continuare gli studi
privatamente e poi sostenere un esame. E così fece.
Il giovane tuttavia non riuscì a superare la prova di ammissione
nonostante avesse dimostrato un’ottima preparazione in matematica e fisica in
quanto gli vennero riscontrate gravi carenze nelle materie letterarie. Lo stesso
direttore del Politecnico, favorevolmente impressionato dalla sua preparazione
nelle materie scientifiche, lo consigliò di frequentare una scuola svizzera al
fine di conseguire il diploma di abilitazione con il quale avrebbe potuto
accedere al Politecnico.
Il ragazzo, a sedici anni, entrò quindi nella scuola cantonale di Aarau
dove rimase un anno e dove respirò un’aria molto diversa da quella che aveva
lasciato in Germania. Era la prima volta che ad Albert piaceva la scuola.
L’atmosfera liberale e la disponibilità degli insegnanti nei confronti degli
alunni lasciò nel ragazzo un’impronta indelebile per il resto della vita. 2. L’INGRESSO AL POLITECNICO
Durante gli anni dell’Università Albert visse grazie ad un assegno di
cento franchi svizzeri che ogni mese gli arrivava da casa e che non gli
consentiva certamente una vita agiata anche perché ne doveva risparmiare una
parte per procurarsi la cittadinanza svizzera.
Nel corso dei suoi studi a Zurigo Albert fece alcune conoscenze che
risulteranno determinanti per la sua attività futura. Innanzitutto conobbe
Michele Angelo Besso, un ingegnere italiano residente in Svizzera con il quale
strinse un’amicizia profonda che durò fino alla morte avvenuta nel 1955,
qualche mese prima della sua. Oltre a Besso fu importante l’amicizia che
strinse con Marcel Grossmann suo compagno di studi, che sarebbe diventato un
ottimo matematico e che successivamente avrebbe collaborato con lui nella
formulazione rigorosa delle sue teorie.
Altrettanto determinante e non solo da un punto di vista professionale fu
la conoscenza di Mileva Maric, una studentessa di matematica di origini serbe che
aveva lasciato il suo Paese, allora sotto il governo austro-ungarico, perché
insofferente di quel regime. A quel tempo era veramente un fatto eccezionale e
forse unico che una ragazza potesse studiare in una scuola di ingegneria celebre
come il Politecnico di Zurigo. Albert e Mileva si innamorarono e decisero di
sposarsi. Il padre di lui si dichiarò subito contrario al matrimonio perché
la ragazza – diceva – frequentava studi che non si addicevano ad una donna,
era più grande del figlio, claudicante, straniera e soprattutto non era ebrea.
L’insistenza di Albert nel voler sposare Mileva creò un forte attrito
fra lui e la madre che accusava il figlio di volere la morte dei genitori già
duramente provati dalle difficoltà finanziarie. Frattanto, nella primavera del
1901 Mileva si accorse di essere incinta e decide di rientrare in famiglia per
mettere al mondo una bambina della quale ben presto si persero le tracce; forse
la piccola era di salute cagionevole e morì nei primi anni di vita. Tornata a Zurigo
Mileva non riuscì a superare gli esami finali al Politecnico nemmeno al
secondo tentativo e si ritrovò così senza diploma e senza lavoro.
Ad Einstein, pur ottenendo il diploma, non andò molto meglio. Egli si
laureò nel luglio del 1900 ma ebbe subito una cocente delusione: forse a causa
di alcune divergenze con il professore Friedrich Weber che lo riteneva un
ragazzo capace ma molto testardo (“non vuole lasciarsi insegnare una sola
cosa” si lamenterà l’insegnante) non ottenne il posto di assistente che gli
era stato prospettato. Per due anni si adattò quindi a fare alcuni lavoretti
temporanei e precari fra cui quello di precettore, che gli risultò
particolarmente odioso.
Finalmente, nel giugno del 1902, grazie alla raccomandazione del padre
del suo compagno di studi Grossmann, venne assunto presso l’Ufficio Brevetti
di Berna come tecnico di terza classe con il compito di esaminare nuovi
apparecchi per lo più elettrici. Era un lavoro in cui Einstein si sentiva
competente e che gli piaceva anche perché lo impegnava poco lasciandogli il
tempo di dedicarsi allo studio della fisica che tanto lo appassionava.
Frattanto, l’anno precedente aveva ottenuto la cittadinanza svizzera
(che manterrà per tutta la vita, anche dopo essere divenuto cittadino americano)
mentre in quello stesso anno moriva il padre e quindi poté finalmente sposare
Mileva. Almeno all’inizio il matrimonio sembrò essere felice e fu anche allietato
dalla nascita di due figli: Hans Albert prima e, alcuni anni più tardi, Eduard, un ragazzo
con carenze intellettive a causa delle quali verrà ricoverato in un ospedale
psichiatrico dove morirà nel 1965, all’età di cinquantacinque anni.
Il matrimonio ben presto andò in crisi e si concluse con la separazione
avvenuta nel 1914 e poi con il divorzio nel 1919. Einstein non mostrò mai
spiccate attitudini paterne e i suoi rapporti con i figli furono sempre
piuttosto freddi: sarà la moglie infatti ad occuparsi della cura e del
mantenimento degli stessi potendo contare sul denaro del Premio Nobel che il
marito le consegnò a parziale risarcimento della separazione. L’altro figlio
si laureerà in ingegneria, si sposerà ed avrà un figlio il quale a sua volta
diventerà padre di un bambino che nascerà proprio nell’anno della morte del
bisnonno. La discendenza di Einstein continua quindi ancora ai giorni nostri.
Nel 1919, all’età di 40 anni, Einstein passò a seconde nozze con la
cugina Elsa, sua compagna d’infanzia, che era rimasta vedova con due figlie.
Questo matrimonio durò fino alla morte di lei avvenuta nel 1936. 3. GLI INIZI DELLA CARRIERA SCIENTIFICA
L’effetto fotoelettrico consiste nella emissione di elettroni da parte
di alcune sostanze (generalmente metalli) colpite da una radiazione luminosa.
Questo fenomeno fu scoperto nel 1887 dal fisico tedesco Heinrich Rudolf Hertz
(1857-1894) il quale aveva notato che l’emissione di elettroni non avveniva se
la frequenza della radiazione incidente era al di sotto di un valore minimo
(detto frequenza di soglia) e ciò
indipendentemente dalla intensità della radiazione stessa. Gli esperimenti
mettevano inoltre in luce che, al di sopra della frequenza di soglia, il numero
di elettroni emessi dalla sostanza era proporzionale alla intensità della
radiazione. I risultati di tali esperimenti non potevano essere spiegati alla
luce della teoria di Maxwell sull’elettromagnetismo. Einstein interpretò
l’effetto fotoelettrico per mezzo di una visione corpuscolare della radiazione
elettromagnetica, cioè supponendo che lo scambio di energia avvenga attraverso entità
discrete che egli chiamò “fotoni” (la cui esistenza era stata in precedenza
supposta dal fisico Max Planck il quale ipotizzò che l’energia venisse
emessa in modo discontinuo, cioè per quanti).
Soltanto se l’energia portata dal fotone fosse uguale o maggiore
dell’energia che lega l’elettrone al nucleo dell’atomo l’elettrone
stesso verrebbe scalzato dalla sua sede naturale. Il numero degli elettroni
emessi dipende quindi da quanti fotoni incidono sulla superficie cioè in
pratica dalla intensità della radiazione. L’effetto fotoelettrico trova
numerose applicazioni pratiche: esso viene sfruttato per esempio nelle
cosiddette “cellule fotoelettriche”.
Il moto browniano fu osservato per la prima volta dal botanico scozzese
Robert Brown (1773-1858) il quale rilevò al microscopio che le traiettorie di particelle di polline in sospensione nell’acqua
procedevano a zigzag. Einstein dimostrò che nel
moto browniano l’allontanamento medio di una particella dalla posizione
iniziale è proporzionale alla radice quadrata del numero di urti che essa subisce da
parte delle molecole del liquido entro il quale la particella stessa è immersa. Il moto browniano fornisce fra l’altro un mezzo per la
determinazione del numero di Avogadro ed è alla base di numerosi fenomeni
fisici, come ad esempio il calcolo del tempo che impiega un fotone prodotto nel
centro del Sole per raggiungere la sua superficie ed irraggiarsi all'eterno.
Nel terzo articolo Einstein poneva le basi della relatività speciale (o
ristretta) che riguarda gli oggetti che si muovono a velocità costante l’uno
rispetto all’altro o che non si muovono affatto. La teoria necessita di una
spiegazione più articolata che verrà esposta in seguito.
Einstein lavorò per l’Ufficio Federale Svizzero dei Brevetti fino al
1909 quindi ebbe incarichi universitari d’importanza crescente. Nello stesso
anno in cui cessò il suo lavoro presso l’Ufficio Brevetti ebbe il primo
incarico accademico all’Università di Berna, quindi l’anno seguente ottenne
una
cattedra all’Università di Praga, che allora faceva parte dell’impero
austriaco. Nel 1912 ritornò al Politecnico di Zurigo in qualità di professore
di fisica teorica.
Nel 1913 l’Accademia Prussiana delle Scienze gli offrì di
diventare suo membro permanente: un incarico che gli avrebbe permesso di non
dover tenere un corso regolare di lezioni e quindi di disporre di tutto il
tempo che desiderava per dedicarsi al lavoro di ricerca che lui preferiva. Questa
posizione richiedeva però il soggiorno a Berlino e l’acquisizione della
cittadinanza tedesca.
La moglie, che desiderava rimanere a Zurigo, lo spingeva fortemente a
declinare l’invito ma era forte in Einstein l’attrazione dell’ambiente
culturale entro il quale si sarebbe venuto a trovare. Alla fine accettò di
divenire membro dell’Accademia Prussiana ma alla condizione di poter
conservare la cittadinanza svizzera. Einstein giunse a Berlino da solo essendo
il suo matrimonio ormai finito e vi rimase per vent’anni cioè fino
all’avvento del regime nazista in Germania, che lo costrinse a lasciare
l’Europa.
Si trasferì quindi in America dove divenne professore all’Istitute for
Advanced Study di Princeton, nel New Jersey; in quella Università rimase dal
1933 fino alla fine dei suoi giorni. Nel 1922 ritirò il premio Nobel per la fisica
che gli era stato assegnato l’anno precedente. 4.
La meccanica, fondata in termini moderni da Galileo, a cui
successivamente Newton dette carattere quantitativo e generale, era la teoria
che si proponeva di descrivere il movimento dei corpi (dai più piccoli come i
granelli di polvere che fluttuano in una nuvola di fumo ai più grandi come i
pianeti che girano intorno al Sole). Questa scienza si basava sul principio di
relatività enunciato per la prima volta da Galileo (e non da Einstein come in
molti pensano) secondo il quale in un luogo chiuso, ad esempio nella cabina di
una nave che si muove in mezzo al mare alla velocità di crociera, tutto si
svolge come se avvenisse sulla Terra in stato di quiete. Osservando ciò che
avviene all’interno della nave (senza poter guardare all’esterno) è
infatti impossibile sapere se essa è in movimento o ferma. In una nave in
movimento rettilineo e costante si è fermi rispetto alle pareti
dell’abitacolo entro il quale si staziona, ma in movimento rispetto alla Terra,
la quale a sua volta è in movimento rispetto al Sole, che peraltro è in moto
rispetto alla nostra galassia, anch’essa in movimento. In parole povere
l’Universo è permeato di movimento: in esso non vi è nulla di assolutamente
immobile.
Questo è ciò che stabilisce la meccanica. Veniamo ora alla teoria della
luce ovvero più in generale alla teoria dell’elettromagnetismo (che comprende
altre forme di radiazione come gli ultravioletti, i raggi X, i raggi gamma,
ecc.). Elaborata intorno al 1850 dal fisico britannico James Clerk Maxwell
(2831-1879), il quale utilizzò un linguaggio matematico, la teoria descrive la luce
come un’onda, ossia come qualcosa che si propaga da un punto ad un altro in
modo simile a quello delle increspature di uno stagno entro il quale è stato
lanciato un sasso. Vi è però un problema: mentre un qualsiasi fenomeno
ondulatorio ha sempre bisogno di un mezzo entro il quale propagarsi (l’acqua
nel caso delle onde del lago, l’aria nel caso delle onde acustiche) ci si
chiedeva entro quale elemento si propagassero le onde di luce. Secondo Maxwell era
necessaria anche in questo caso la presenza di un mezzo entro il quale fare
ondeggiare le onde elettromagnetiche. Questo mezzo venne individuato
nell’etere: una sostanza che avrebbe dovuto permeare di sé tutto lo spazio. Ma
che cosa è l’etere, di che cosa è fatto? A mano a mano che si tentava di
definirne le proprietà queste apparivano sempre più strane e improbabili tanto
che alla fine vennero tutte escluse tranne una: l’immobilità assoluta. E ciò
in flagrante contraddizione con il principio di relatività.
Quindi, mentre Newton aveva escluso che esistesse qualche cosa di
assolutamente immobile Maxwell ne creava una: l’etere. Le due teorie non
potevano coesistere: o esiste un etere immobile ed allora viene violato il
principio di relatività oppure rimane valido il principio di relatività ed
allora non esiste l’etere. Ma se non esiste il substrato entro il quale
possono viaggiare le onde di luce com'è possibile che esse si propaghino?
Vi era un’altra contraddizione all’interno delle due teorie
fondamentali che caratterizzavano la fisica di fine Ottocento: continuità e
discontinuità. Anche se nessuno li aveva ancora visti i fisici di quel tempo
erano convinti che la materia fosse fatta di atomi, che essa fosse discontinua. Gli
atomi erano considerati delle piccole particelle che assemblandosi formavano i
corpi materiali e che almeno in linea di principio potevano essere separati e
contati come fossero granellini di sabbia, la quale (come la materia)
appare continua se vista da lontano ma discontinua se osservata da vicino.
La luce è continua o discontinua? Verrebbe da pensare che essa sia continua
in quanto non può essere sbriciolata come si può fare con la materia.
D’altra parte la luce nasce dalla materia (basta pensare al filo di una
lampadina che emette luce quando la corrente elettrica lo rende incandescente)
la quale è discontinua. Ora, come è possibile che una cosa discontinua possa
produrne una continua? Ancora una volta la teoria corpuscolare della materia non
si conciliava con quella ondulatoria della luce.
Frattanto due fisici americani, Albert Abraham Michelson (1852-1931)
ebreo di origine polacca (premio Nobel per la fisica nel 1907) ed Edward
Williams Morley (1838-1923), avevano dimostrato, attraverso un esperimento che
non ammetteva repliche, come non fosse possibile rilevare la presenza dell’etere.
Utilizzando un gioco di specchi i due scienziati avevano diviso un raggio di
luce in due parti, indirizzate l’una parallela e l’altra perpendicolare all’ipotetico moto della Terra attraverso l’etere. Ci si sarebbe aspettati che il
raggio di luce parallelo al moto della Terra, essendo ostacolato dalla corrente
dell’etere, avrebbe impiegato più tempo a compiere il suo tragitto rispetto a
quello perpendicolare a tale moto, ma i due raggi giungevano a destinazione nel
medesimo istante. L’esperimento invalidava quindi l’ipotesi di un etere
assolutamente immobile. Furono proposte alcune spiegazioni della mancanza di
rilevazione dell’etere la prima delle quali era che l’etere non ci fosse, ma
la convinzione che esso esistesse veramente era troppo radicata per essere
scartata. D’altra parte tutte le altre ipotesi enunciate per spiegare il fallimento
dell’esperimento di Michelson e di Morley erano incerte e contraddittorie. 5. LE TEORIE RELATIVISTICHE
Utilizzando i due postulati come punto di partenza Einstein ricavò una
serie di equazioni che non solo spiegavano alcuni fenomeni particolari ma che
permettevano anche alcune previsioni le quali avrebbero potuto essere verificate
per mezzo di esperimenti specifici. Il primo di questi fenomeni riguardava la
contrazione delle lunghezze, ossia il fatto che i corpi lanciati a velocità
prossime a quelle della luce diventano più corti. Il secondo riguardava
l’aumento delle masse, cioè il fatto che più velocemente viaggiano i corpi più
pesanti essi diventano. Il terzo era relativo alla dilatazione dei tempi, ossia al
fatto che il tempo scorre più lentamente se si procede a velocità molto
elevate. Questo fenomeno conduce al famoso paradosso dei due gemelli i quali,
posti in moto relativo l’uno rispetto all’altro invecchiano secondo il tempo
proprio, così che quando dopo il viaggio si ritrovano nello stesso posto
presentano età diverse. Ma la conclusione più sconcertante della teoria della
relatività ristretta era rappresentata dalla dimostrazione che esiste una
certa velocità che non può essere superata. Essa è la velocità della luce:
una velocità alla quale la lunghezza dei corpi si ridurrebbe a zero, la massa
diventerebbe infinita e il tempo non passerebbe affatto. Da tutti questi
risultati Einstein dedusse l’equivalenza fra massa ed energia espressa dalla
famosissima formula E=m×c².
Dopo la pubblicazione della teoria della relatività ristretta Einstein
tentò di generalizzare la sua tesi prendendo in considerazione i fenomeni che
si sarebbero verificati quando il movimento relativo degli osservatori fosse
avvenuto a velocità variabile e non solo a velocità costante. Il risultato
dei suoi studi portò alla formulazione della teoria della relatività generale
che venne pubblicata nel
Einstein aveva osservato che la sensazione che prova un passeggero
all’interno di un razzo il quale accelera il suo moto è la stessa che proverebbe
se si venisse a trovare su di un pianeta molto massiccio. In altre parole, gli
effetti della gravitazione e del moto accelerato sono equivalenti e non è
possibile distinguere uno dall’altro.
La stessa sensazione di variazione di peso l’ha provata ciascuno di noi
quando si è trovato su di un aereo che accelera in fase di decollo o decelera in
fase di atterraggio. Nel primo caso viene spinto verso lo schienale del sedile
ed ha la sensazione di essere più pesante e nel secondo viene sospinto in avanti e ha la
sensazione di essere più leggero. Ora, se l’aereo sul quale viaggia, a sua
insaputa, si posasse su un pianeta molto massiccio, per esempio su Giove (dove
un uomo di 100 kili ne peserebbe 250) si sentirebbe più pesante e attribuirebbe
l’aumento di peso ad una accelerazione dell’aereo. D’altra parte se
l’aereo si posasse su Mercurio, un pianeta che è molto più leggero della
Terra (dove una persona di 100 kili ne peserebbe solo 33) attribuirebbe la
riduzione di peso ad una decelerazione. Ancora una volta gli effetti di un moto
accelerato o decelerato e di un campo gravitazionale sono gli stessi.
Einstein osservò che non esiste alcun modo per determinare se la
sensazione di aumento o di diminuzione di peso è dovuto ad accelerazione o
decelerazione, oppure alla variazione di attrazione gravitazionale; egli chiamò
questa coincidenza “principio di equivalenza” e lo pose come postulato
fondamentale della teoria della relatività generale, la quale porta ad alcune
importanti conclusioni che qui di seguito analizzeremo.
La prima conseguenza della nuova teoria di Einstein riguarda il confronto
con la teoria gravitazionale di Newton. Per comprendere la differenza fra le due
teorie, relativamente alla interpretazione di un fenomeno naturale, dobbiamo fare un passo all’indietro e ricordare le osservazioni di
Giovanni Keplero il quale nei primi anni del 1600 aveva notato che i pianeti
girano intorno al Sole percorrendo orbite ellittiche. Egli non riuscì a
spiegare il motivo per il quale le orbite erano di quel tipo ma nel 1687 una
spiegazione soddisfacente la dette Newton il quale, per mezzo della sua legge di
gravitazione universale, non solo spiegò il motivo per il quale le orbite
dovevano essere di quella forma ma affermò anche che la posizione delle ellissi
percorse dai pianeti dovevano rimanere fisse nello spazio.
Secondo Newton i pianeti avrebbero quindi dovuto muoversi sempre lungo la
medesima orbita ellittica. Anche per Einstein i pianeti avrebbero dovuto
muoversi lungo orbite ellittiche ma queste non dovevano rimanere fisse nello
spazio bensì ruotare lentamente. Questa rotazione avrebbe dovuto essere
estremamente lenta e quindi praticamente impossibile da misurare per la maggior
parte dei pianeti. Per esempio l’orbita della Terra dovrebbe ruotare alla
velocità di soli 3,8 secondi d’arco ogni cento anni. A questa velocità ci
vorrebbero trentaquattro milioni di anni per fare compiere all’orbita
terrestre un’intera rivoluzione.
Per poter verificare la validità della legge gravitazionale di Einstein
ci sarebbe voluto un pianeta dotato di grande velocità orbitale in moto su
un’orbita ellittica molto schiacciata. Questo pianeta effettivamente esiste ed
è Mercurio. Verso la metà del 1800 l’astronomo francese Urbain Jean Joseph
Le Verrier (1811-1877) aveva osservato che l’orbita di Mercurio non si
chiudeva. Ogni volta che il pianeta completava un giro intorno al Sole esso ritornava
a un punto diverso dello spazio così che l’orbita, se osservata a lungo, non
era costituita da una semplice ellisse ma da molte ellissi aperte accostate le
une alle altre. Il modo in cui di solito si dimostra questo effetto consiste
nell’individuare il perielio (ossia il punto più vicino al Sole) e
nell’osservare come esso cambi con il trascorrere degli anni. Ne risulta che
la posizione del perielio si sposta di circa 43 secondi d’arco per secolo ben
più di quanto potrebbe spiegare la gravità newtoniana, tenuto conto della
forza attrattiva esercitata su di esso dagli altri pianeti. Per un certo tempo gli
astronomi pensarono che a causare questo effetto potesse essere un pianeta
nascosto posto fra Mercurio e il Sole (che Le Verrier chiamò Vulcano) il quale
con la sua presenza avrebbe potuto disturbare l’orbita di Mercurio (così come
l’orbita di Urano risultò essere disturbata dalla presenza di Nettuno), ma
fino all’inizio del Novecento nessuno aveva individuato questo misterioso
pianeta e gli astronomi stavano cominciando a dubitare della validità della
legge della gravitazione di Newton. La causa della rotazione dell’orbita di
Mercurio restò un mistero fino a quando non vennero applicate a quel pianeta le
equazioni relative alla teoria della gravitazione di Einstein che prediceva in
misura esatta l’avanzamento del perielio di quel pianeta. Questa legge prevedeva
un effetto simile anche per l’orbita degli altri pianeti ma dal momento che
questi sono più lontani dal Sole e l’ellisse che percorrono è molto meno
schiacciata di quella di Mercurio l’effetto, come abbiamo detto, è di entità
molto minore.
La seconda prova della validità della teoria della relatività generale
venne fornita dalla osservazione di un astronomo inglese. Per capire il
significato di questa osservazione è necessario spiegare in cosa consista la
gravità secondo Einstein e in cosa differisca da quella formulata da Newton.
Secondo Newton due corpi si attraggono perché esiste una forza, appunto la
forza gravitazionale, che richiama uno rispetto all’altro. Secondo Einstein
invece non esiste alcuna forza: i corpi massicci deformano lo spazio intorno a
loro creando degli avvallamenti entro i quali rotolano quelli più leggeri. Più
pesante è un corpo maggiore è l’avvallamento che esso crea intorno a sé.
Einstein aveva previsto che un raggio di luce proveniente da una stella
lontana sfiorando la superficie della nostra stella avrebbe dovuto deviare
ovvero percorrere l’avvallamento generato dalla massa del Sole. Naturalmente
il fenomeno non poteva essere osservato in pieno giorno perché la luce
proveniente da lontano sarebbe stata offuscata dal chiarore abbagliante del
Sole. L’osservazione poteva essere effettuata solamente durante una eclissi
totale di Sole: di tutte, la più favorevole si ebbe il 29 maggio
del 1919. In
quella occasione l’astronomo inglese Arthur Stanley Eddington (1882-1944) si
recò nell’isola del Principe (nel golfo di Guinea a ovest dell’Africa) con
tutta l’attrezzatura necessaria per eseguire le misure. Quando le lastre
fotografiche vennero sviluppate e confrontate con quelle realizzate nel momento in
cui il Sole non era in coincidenza delle stelle prese in considerazione si notò
lo spostamento apparente del raggio di luce proprio del valore pronosticato da
Einstein.
Anche la luce viene quindi deviata da corpi massicci i quali, se fossero
molto pesanti, modificherebbero lo spazio intorno a loro fino al punto di far
ripiegare su di sé i raggi luminosi da loro stessi emessi ed apparire neri.
Questi corpi, di cui non si immaginava l’esistenza ai tempi di Einstein, sono
i famosissimi buchi neri.
Altra conseguenza della teoria è rappresentata dall’effetto delle
masse gravitazionali sul tempo. La teoria afferma infatti che tutti i processi
temporali siano più lenti in vicinanza di una grande massa. Ad esempio un
orologio posto in un campo gravitazionale più intenso rallenta rispetto ad uno
identico posto in un campo gravitazionale meno intenso. Non è difficile capirne
il motivo. Nella relatività ristretta abbiamo visto che un orologio in stato di
moto uniforme appare più lento se rilevato da un osservatore in stato di
quiete. Non è quindi assurdo ritenere che un orologio sottoposto ad
accelerazione riveli una proprietà analoga. Ora però, abbiamo anche visto che una
accelerazione è equivalente ad un campo gravitazionale; di conseguenza è plausibile ammettere che un orologio posto in
un campo gravitazionale intenso rallenti. Uno stesso orologio che marcia ad una
certa velocità sulla Terra sarebbe più lento se posizionato su Giove e
rallenterebbe ancora più sul Sole.
Come fare per verificare il fenomeno? Naturalmente non possiamo pensare
di portare un orologio sul Sole e confrontarlo periodicamente con quello
lasciato a Terra. Ciò però non è necessario perché esistono orologi naturali
sul Sole come sulla Terra: essi sono gli “orologi atomici”. Si tratta di
“orologi” costituiti da atomi che permettono di misurare il tempo
conteggiando la frequenza delle vibrazioni stesse. Einstein
sapeva che quando in un atomo gli elettroni saltano da un’orbita all’altra
emettono luce di frequenza tipica (ossia di colore diverso). La luce rossa è
meno energetica, ad esempio, della luce blu, perché ha una frequenza più bassa.
Quindi Einstein pensava che la luce emessa dagli atomi presenti sul Sole avrebbe
dovuto essere spostata verso il rosso (red
shift gravitazionale) rispetto agli stessi atomi presenti sulla Terra. Ai
tempi di Einstein era molto difficile separare questo effetto dagli altri dello
stesso tipo che modificano le caratteristiche spettroscopiche della luce
stellare, ma oggi gli astronomi posseggono i mezzi che consentono di osservare lo
spostamento verso il rosso previsto da Einstein.
Si è così potuto verificare che la frequenza di vibrazione degli atomi
sul Sole è minore che sulla Terra: ciò vuol dire che il tempo passa più
lentamente sul Sole che sulla Terra. In realtà la differenza è minima perché
il Sole è più pesante della Terra ma non quanto lo è ad esempio una stella di
neutroni o un buco nero, dove il tempo addirittura si fermerebbe. Abitando su di
un
buco nero non si invecchierebbe affatto: si dovrebbero tuttavia affrontare altri
problemi non meno “pressanti”. 6. LA RELATIVITÀ GENERALE
E LA FORMA DELL’ UNIVERSO
Newton, per non contraddire la sua legge di gravitazione, fu costretto ad
immaginare l’Universo di dimensioni infinite con all’interno un numero
infinito di masse gravitazionali che si attraggono vicendevolmente in modo che
la struttura complessiva rimanga immobile e immutabile. Non è difficile
dimostrare che un Universo siffatto, se non altro per ragioni matematiche,
sarebbe impossibile da realizzare: il valore medio della densità di materia al
suo interno avrebbe infatti un valore indeterminato.
Ora, come abbiamo visto, la teoria della relatività generale prevede che
i raggi luminosi vengano deflessi nel loro cammino dalle masse gravitazionali:
da questa osservazione Einstein dedusse che l’Universo dovrebbe essere finito
ma illimitato. Per farsi un’idea di cosa ciò voglia dire si immagini di
percorrere la superficie terrestre a piedi (o in barca, su tratti di mare): in
qualsiasi direzione si procedesse si finirebbe per ritornare al punto di
partenza senza avere mai incontrato ostacoli. Non esistono infatti limiti o
barriere al movimento di un oggetto sulla superficie terrestre la quale tuttavia
è misurabile, e quindi di dimensioni finite.
Allo stesso modo anche l’Universo dovrebbe essere finito, perché
misurabile, ma illimitato, perché mai potrebbe esistere un qualsiasi
impedimento all’interno di esso. Come la superficie della Terra è curva nel
senso che se si viaggia in una qualsiasi direzione si è convinti di procedere
in linea retta ma in realtà si segue un percorso curvo, allo stesso modo anche
viaggiando all’interno dell’Universo si è convinti di procedere in linea
retta ma in realtà si segue un percorso curvo. Vi è però una differenza fra i
due tipi di curvatura perché
Per Einstein l’Universo conosciuto era quindi un vasto oceano di spazio riempito
di stelle ritenute a quel tempo i suoi elementi costitutivi. Solo intorno al
1924 si scoprì infatti che quelle strutture che venivano chiamate “nebulose a
spirale” erano in realtà oggetti extragalattici pieni di stelle e da quel
momento gli elementi costitutivi dell’Universo non furono più i singoli astri ma le galassie, la cui distribuzione era più o meno uniforme. La teoria
relativistica prevedeva tuttavia un Universo instabile ossia in contrazione o
in espansione mentre Einstein era convinto che esso fosse statico. Introdusse
pertanto all’interno della sua teoria una seconda costante detta “costante
cosmologica” al fine di rendere l’Universo fisso e immutabile. Einstein
riuscì anche a dedurre un’equazione per il calcolo del suo raggio: esso
avrebbe dovuto misurare approssimativamente 350.000 miliardi di miliardi di
kilometri: senza rendersene conto lo scienziato tedesco aveva proposto un modello di Universo
simile a quello di Newton.
Il modello cosmologico di Einstein, sebbene fosse basato su solide basi
matematiche era infatti sbagliato, perché immaginato statico come statico era
sempre stato ritenuto in passato. Nel 1929, l’astronomo americano Edwin Hubble
notò il famoso red shift cioè lo
spostamento verso il rosso delle righe spettrali delle galassie lontane: un
fenomeno che interpretato come effetto Doppler per la luce stava a significare
che le galassie si allontanavano da noi e lo facevano in misura tanto più
accentuata quanto più erano lontane. L’Universo si stava quindi espandendo e
pertanto non era statico. Il red shift notato da Hubble non ha nulla a che vedere con quello
gravitazionale di cui si è detto in precedenza.
Ora però, siccome tutte le galassie si allontanano da noi e quindi
contemporaneamente si allontanano fra loro se ne deduce che in epoca lontana
queste dovessero essere tutte raggruppate insieme in un punto. I calcoli basati
sulle velocità di espansione portano a valutare a circa quindici miliardi di
anni fa il momento in cui l’espansione ebbe inizio. Siamo quindi portati a
fissare a questa data il momento della creazione di quello che oggi chiamiamo
Universo. 7. UNA CELEBRITÀ
FOLGORANTE
Il fisico tedesco fin dalla prima infanzia nutrì odio e disprezzo per
tutto ciò che aveva a che fare con la guerra e con i soldati i quali – diceva
– “solo per un errore hanno ricevuto un cervello: una spina dorsale è tutto
ciò di cui avrebbero avuto bisogno”. Per questi motivi rifiutò di firmare
il famoso Manifesto al mondo civilizzato
in cui si affermava che la cultura e il militarismo tedeschi dovevano essere
considerati inscindibili. Il documento fu firmato invece da un centinaio di
intellettuali fra cui il premio Nobel Max Planck (1858-1947) il quale, però,
dovrà amaramente pentirsi di questo gesto quando la guerra gli porterà via due
figli.
Mentre il conflitto mondiale era in corso Einstein realizzò la
sua opera scientifica più importante la cui verifica fu possibile solo
al termine della guerra. In verità, fin dal 1911 ben prima di completare l’opera
Einstein previde una conseguenza della teoria che stava elaborando riguardante
la propagazione della luce. Egli ipotizzò che i raggi luminosi, invece che
attraversare lo spazio in linea retta come accade nell’esperienza comune,
debbano risentire della sua curvatura e di conseguenza siano costretti a seguire
una traiettoria curvilinea. Nel 1914 un suo amico astronomo organizzò una
spedizione scientifica in Siberia con lo scopo di verificare la deflessione
della luce per opera del Sole, ma pochi giorni prima dell’eclissi che avrebbe
consentito la verifica del fenomeno scoppiò la guerra: gli astronomi tedeschi
vennero fatti prigionieri dai Russi e la previsione di Einstein rimase senza
conferma.
L’osservazione fu solo rimandata perché nel 1917 la “Royal Society
of Sciences” e la “Royal Astronomical Society” costituirono un comitato,
con a capo il fisico inglese Arthur Eddington, con il compito di organizzare una
spedizione nei punti più adatti all’osservazione dell’eclissi totale di
Sole che sarebbe avvenuta il 29 marzo del 1919. La firma dell’armistizio,
avvenuta alla fine del 1918, permise al comitato di attuare i propri piani che
si realizzarono in due spedizioni effettuate la prima in Brasile e la seconda
all’isola Principe, nel golfo di Guinea.
Il 6 novembre del 1919 furono resi noti i risultati delle spedizioni
inglesi. I valori rilevati dagli strumenti ottici erano in ragionevole accordo
con la previsione einsteiniana anche se lo scarto delle misure era piuttosto
consistente. Le stesse misure in seguito vennero ripetute più volte, sempre
con errori piuttosto elevati a testimonianza delle difficoltà che incontra
l’astronomia sperimentale nell’eseguire misure precise. Quando Einstein
venne a conoscenza dei risultati delle misurazioni rimase del tutto impassibile
e dichiarò: “Lo sapevo che la teoria era corretta”. E quando gli chiesero
come avrebbe reagito qualora le misure non avessero confermato le sue previsioni
aggiunse: “Mi sarebbe dispiaciuto per il buon Dio”.
La conferma sperimentale inglese di una teoria nata nella Berlino
del tempo di guerra colpì profondamente l’opinione pubblica e contribuì in
poco tempo a rendere Einstein famoso in tutto il mondo. Egli divenne un
personaggio, un simbolo ma la gloria coincise anche con i primi gravi scoppi di
antisemitismo in Germania, alcuni dei quali erano diretti proprio contro di lui e
contro la “fisica giudaica”.
Accese polemiche si svilupparono in ambito scientifico allargandosi in
quello filosofico e politico da parte di personaggi digiuni di conoscenze
scientifiche ma molto ben orientati ideologicamente in un mondo, quello tedesco,
volto alla ricerca di nuovi ideali da sostituire a quelli che la guerra aveva
spazzato via. In larghe fasce della popolazione tedesca si era formata
l’opinione che la disfatta militare fosse dovuta alla pugnalata alle spalle
degli ebrei piuttosto che alla incapacità delle classi dirigenti e militari.
Questa politica nazionalista e razzista giunse fino a coinvolgere le teorie di
Einstein provocando nei confronti dello scienziato una feroce campagna
denigratoria. Nel 1920 fu addirittura creata in Germania una Lega anti-Einstein
che offriva cospicue somme di denaro a chiunque avesse confutato per iscritto le
tesi dello scienziato.
In realtà il governo della Repubblica tedesca succeduta all’Impero
dopo la sconfitta del 1918 tentò di cattivarsi le grazie di Einstein
invitandolo a non dare eccessivo peso agli attacchi che gli venivano rivolti dagli
ultranazionalisti e chiedendogli nel contempo di rimanere in Germania e di
avvalersi in futuro degli osservatori tedeschi per verificare le sue teorie.
Einstein si lasciò convincere dalle promesse del ministro dell’educazione
affermando che “Berlino è il luogo a cui sono più strettamente legato da
vincoli umani e scientifici”. Di questa disponibilità egli dovette in seguito
pentirsi.
8. GLI ANNI AMERICANI
Si era giunti all’assegnazione del premio non senza qualche difficoltà
pur essendo diffusa la consapevolezza che Einstein era uno dei maggiori fisici
del tempo e che quindi meritava l’alto riconoscimento. Le difficoltà
derivavano dal fatto che Nobel aveva stabilito che il premio dovesse essere
consegnato a chi avesse fatto delle scoperte che fossero di grande utilità per
il genere umano. Le teorie relativistiche erano utili all’uomo? Non sono
considerazioni di poco conto: oggi esiste uno scienziato, forse il più grande
fisico teorico vivente, Stephen Hawking, noto
anche al grande pubblico per avere scritto libri scientifici di divulgazione e
per essere in condizioni fisiche tali da costringerlo in carrozzella, il quale non ha mai ricevuto il
premio Nobel né è stato mai proposto per questo riconoscimento.
Ai dubbi di cui si è detto si aggiungevano anche considerazioni di
carattere politico che rendevano ancora più cauta la commissione nella sua
scelta. Alla fine il premio fu consegnato ad Einstein ma non per le teorie
relativistiche bensì per l’interpretazione che dette dell’effetto
fotoelettrico: un lavoro teorico confrontabile con dati sperimentali e
soprattutto di utilità per il genere umano.
Frattanto, il desiderio di rivincita del popolo tedesco dopo la sconfitta
della prima guerra mondiale cominciava a creare quella atmosfera di odio e di
cieco fanatismo che ben presto avrebbe affossato la giovane Repubblica tedesca.
Nel 1932, Paul von Hindenburg, già capo di stato maggiore dell’esercito,
eletto per la seconda volta presidente della Repubblica, favorì l’ascesa al
potere del nazismo nominando Adolf Hitler (capo dei nazionalsocialisti)
Cancelliere del Terzo Reich. Con la salita al potere dei nazisti cominciarono le
prime epurazioni proprio nell’ambito universitario dove si sviluppò contro
Einstein una violentissima campagna denigratoria.
Nello stesso anno Einstein lasciò la Germania
per recarsi negli Stati Uniti. Farà ritorno in Europa poco dopo ma non si
recherà a Berlino bensì in Belgio in quanto venne a sapere che la sua casa di
villeggiatura ubicata vicino alla capitale era stata saccheggiata dalla Gestapo con la scusa
di cercare armi che sarebbero servite ai comunisti: fu trovato solo un coltello da cucina.
Il fisico tedesco stabilì
allora la sua residenza presso la località balneare di Le Coq-sur-Mer dove gli
vennero assegnate due guardie del corpo con lo scopo di proteggerlo: infatti si
erano fatte insistenti le voci di possibili attentati alla sua vita.
La scelta del Belgio come dimora provvisoria fu favorita dall’amicizia
con i regnanti di quella nazione, amicizia iniziata nel 1927 e durata poi per tutta la vita.
Essa fu resa possibile dai Congressi Solvay che si tenevano a Bruxelles. Ernest
Solvay (1838-1922) era un chimico industriale belga che aveva fatto fortuna
inventando un nuovo procedimento per la preparazione del bicarbonato di sodio
(oggi chiamato “soda Solvay”). Appassionato di fisica ebbe l’idea di
riunire a proprie spese i maggiori fisici europei per sottoporre loro le sue
idee: in realtà gli scienziati approfittavano della riunione per mettere a
confronto i propri lavori di ricerca. Il primo Congresso Solvay si tenne nel
1911; vi presero parte personaggi famosi come Hendrik Antoon Lorenz, Max Planck,
Madame Curie, Ernest Rutherford e lo stesso Einstein: l'iniziativa ebbe un tale successo
da divenire un’istituzione destinata a durare negli anni.
Appena giunto in Europa Einstein inviò subito una lettera di dimissioni molto dura
all'Accademia Prussiana specificando di non
voler più dipendere da un governo che “per legge nega l’uguaglianza dei
diritti e la libertà di parola e di insegnamento”. Quasi contemporaneamente
venne anche espulso dall’Accademia bavarese delle scienze. I suoi lavori
vennero bruciati nella pubblica piazza insieme con tutti quelli che il regime
aveva considerato sovversivi e antitedeschi. Non mancarono adesioni di
scienziati di fama a questa brutale e assurda violenza morale; fra i più attivi
e intransigenti vi era il suo collega e premio Nobel Philipp Lenard (1862-1947);
questi si mise a capo di un movimento che prese il nome di “scienza
tedesca”, il quale si prefiggeva il compito di purificare la scienza da ogni
traccia non ariana: le teorie della relatività e la meccanica quantistica
furono i suoi bersagli preferiti.
Con l’aggravarsi della situazione politica Einstein accettò
l’offerta che gli era stata fatta dall’Istitute for Advanced Study di
Princeton, un istituto di recente formazione che offriva rifugio a molti
scienziati costretti all’esilio. Nel 1933 Einstein emigrò quindi
definitivamente negli Stati Uniti e nel 1940 assunse la cittadinanza americana
senza però rinunciare a quella svizzera. 9. LA NASCITA DELL’ ERA ATOMICA
I due fisici erano venuti a conoscenza che i chimici tedeschi Otto Hahn
(1879-1968) e Fritz Strassmann (1902-1980) in collaborazione con la fisica
austriaca Lise Meitner (1878-1968) dell’Istituto “Kaiser Wilhelm” di
Berlino avevano realizzato il processo di fissione nucleare, cioè la divisione
in due parti uguali del nucleo dell’atomo di uranio. In realtà lo stesso
processo era già stato ottenuto per la prima volta a Roma dal gruppo di Fermi e
successivamente in Francia da Irene e Frederic Juliot Curie, ma i risultati non
erano stati interpretati in modo corretto. La giusta interpretazione del
fenomeno avvenne solo nel 1938 quando
I risultati di questi esperimenti e la loro interpretazione vennero
trasmessi al famoso fisico danese Niels Bohr (1885-1962) premio Nobel per le
sue ricerche sulla struttura dell’atomo, a Copenaghen, dove lavorava Frisch,
mentre la Meitner, ebrea anch’essa come il nipote, si era rifugiata in Svezia per sfuggire alle
leggi razziali. Attraverso Bohr questa notizia giunse negli Stati Uniti nel
Einstein fino a quel momento si era mostrato alquanto scettico
sulla possibilità che l’energia nucleare potesse avere un uso pratico. I due
fisici ungheresi lo informarono però che i tedeschi pensavano di utilizzare
questa forma di energia per la costruzione di un’arma molto potente. A
suffragare tale convincimento circolava la voce che fra i primi atti dell’amministrazione tedesca all’indomani dell’invasione della
Cecoslovacchia vi era stato proprio il blocco delle esportazioni di uranio di
cui quel Paese era forte produttore. Questo intervento, secondo i due fisici
americani, era una chiara indicazione del valore strategico che i tedeschi
assegnavano a quell’elemento.
Szilard era a conoscenza della calda amicizia che legava Einstein alla
famiglia reale belga e quindi cercò di convincere il fisico tedesco affinché
scrivesse alla regina Elisabetta per metterla al corrente dell’importanza di
non fare cadere in mano tedesca i grandi depositi di materiale radioattivo del
Congo belga, che avrebbero invece fatto comodo agli Stati Uniti.
Frattanto il processo di fissione nucleare veniva studiato nei laboratori
di fisica americani sotto la guida di Fermi ma le risorse finanziarie di cui
poteva disporre il dipartimento di fisica della Columbia University non erano
sufficienti: ragione per cui Szilard pensò di mettersi in contatto con Alexander Sachs,
economista, banchiere e consigliere personale del Presidente Franklin Delano
Roosevelt, al fine di ottenere un finanziamento aggiuntivo necessario per questa
specifica ricerca. Sachs si rese immediatamente conto della serietà del
problema e lo portò all’attenzione dello stesso Presidente degli Stati
Uniti.
A questo punto Szilard insieme con Edward Teller, un professore che
lavorava presso
Nella lettera Einstein spiegava che alcuni recenti lavori di Fermi e
Szilard lo avevano convinto del fatto che l’elemento uranio poteva essere
usato nel prossimo futuro per la costruzione di bombe di nuovo tipo e di estrema
potenza. Roosevelt rispose informando Einstein di aver trovato la sua lettera
estremamente interessante tanto da indurlo a costituire una commissione con lo
scopo di studiare la possibilità di utilizzare l’uranio per la costruzione di
una bomba di nuova concezione.
Nell’estate del 1942, prima ancora che entrasse in funzione la pila che
Fermi stava assemblando sotto le gradinate dello stadio che si trovava nel
campus dell’Università di Chicago il Presidente Roosevelt decise di lanciare
un programma su vasta scala per procedere alla costruzione di una bomba a
fissione nucleare. La direzione di quello che verrà chiamato “Progetto
Manhattan” fu affidata al generale di brigata Leslie Groves il quale fece
costruire in breve tempo uno speciale laboratorio segreto perfettamente
attrezzato a Los Alamos, una località desertica del New Mexico. La direzione del
laboratorio venne affidata a Robert Oppenheimer (1904-1967), un brillantissimo
fisico teorico che aveva introdotto la meccanica quantistica negli Stati Uniti e
fondato un’importante scuola di fisica teorica.
Alla fine della guerra Oppenheimer venne accusato di essere una spia al
servizio dei Russi e processato. In realtà egli si era opposto alla costruzione
della bomba a idrogeno, un ordigno ancora più potente di quello a uranio. Al
processo testimoniarono contro soprattutto i fisici favorevoli alla costruzione
della nuova bomba mentre la maggioranza delle persone che vennero ascoltate in
aula testimoniarono a suo favore: fra questi vi erano il generale Groves ed
Enrico Fermi. Alla fine delle udienze pur riconoscendo che Oppenheimer era
stato leale verso il Paese, la commissione giudicante espresse tuttavia inquietudine per
il suo atteggiamento verso il progetto di costruzione della bomba H. Il fisico
americano venne quindi considerato, anche per le sue idee di sinistra, di cui
non faceva mistero, un “pericolo per la sicurezza” e gli fu tolta l’autorizzazione
a lavorare sull’energia nucleare.
Tutto questo e in particolare l’atmosfera degli anni Cinquanta angustiò
profondamente Einstein. In una lettera inviata alla regina madre Elisabetta del
Belgio, scritta nel 1951, troviamo le seguenti parole amare: “Anche se alla
fine è stato loro possibile, seppure ad un prezzo elevatissimo, sconfiggere i
tedeschi, i cari americani hanno dato loro alacremente il cambio. Chi potrà
ricondurli alla ragione?” Quest’ultima affermazione per fortuna era
sbagliata. Il senatore Joseph Raymond Mc-Carthy (1909-1957) con il suo
anticomunismo ottuso e intransigente cadde ben presto in disgrazia e la
democrazia riprese a prosperare negli Stati Uniti, anche se in verità alcuni ritengono che
il maccartismo regni tuttora in quel Paese.
10. EINSTEIN PACIFISTA
Per quell’uomo il pacifismo era un sentimento istintivo piuttosto che
una scelta calcolata. Fin dagli anni giovanili si era dedicato con impegno e
ostinazione a diffondere i suoi convincimenti antimilitaristi. In età adulta
girò mezzo mondo per far conoscere le sue teorie scientifiche ma soprattutto
le sue idee politiche. Fu in Svezia, in Sud America, in Belgio, negli Stati
Uniti e in Giappone. Firmò manifesti pacifisti con Gandhi contro il servizio
militare obbligatorio e per il disarmo universale e totale.
L’ambizione, da molti ritenuta ingenua e velleitaria, del giovane
Einstein era rappresentata dalla istituzione degli Stati Uniti d’Europa. Per
sostenere una causa tanto ambiziosa si adoperò perché venisse istituita la
“Lega della Terra dei padri” che successivamente divenne “Lega tedesca
per i diritti umani” di cui nel 1928 entrò a far parte come membro del
comitato direttivo.
Agli inizi degli anni Trenta il pacifismo di Einstein si fece più
radicale giacché lo scienziato si prodigò a sostegno degli obiettori di coscienza. Nel 1931
scriverà: “Mi sono convinto che il mondo potrà essere progressivamente
liberato dal flagello della guerra solo dagli uomini che hanno avuto il
coraggio di sacrificarsi rifiutando il servizio militare”.
Fra i tanti manifesti che firmò ve ne fu uno che chiedeva al popolo di
impegnarsi per sottrarre la questione del disarmo dalle mani dei politici e dei
burocrati. Nel 1932 firmò un appello ai partiti socialista e comunista
tedeschi affinché facessero fronte comune per allontanare dalla Germania il
pericolo fascista che si stava profilando all’orizzonte.
L’interessamento attivo di Einstein per la sorte degli ebrei fu un
altro degli impegni politici a cui non si sottrasse. Nato in una
famiglia di ebrei non rigorosamente osservante, che sognava l’integrazione,
Einstein cominciò a comprendere cosa volesse dire essere ebreo fra il 1911 e
il 1912 durante il suo soggiorno a Praga. “Quando mi sento definire tedesco
di religione ebraica – diceva – mi ribello perché ciò che caratterizza un
ebreo non è la religione ma l’appartenenza al popolo ebraico”.
Nello stesso anno in cui i nazisti presero il potere fu pubblicato il suo
epistolario con Sigmund Freud, l'altro grande personaggio che aveva rivoluzionato il
mondo con la teoria psicanalitica. Frattanto, alla fine del 1933 Einstein con la
moglie Elsa giunsero per la terza volta negli Stati Uniti, con un visto
turistico. Da allora lo scienziato non avrebbe più lasciato quel Paese. Dopo
tre anni morì la moglie e a prendersi cura di Albert fu la sorella Maja, la
quale era giunta in America provenendo dall'Italia.
Nel 1952 dopo la morte del Presidente Weizmann il capo del governo
israeliano Ben
Gurion invitò Einstein ad assumere la carica di Presidente della Repubblica di
Israele ma il fisico declinò l’offerta. La rinuncia fu quanto mai opportuna
perché servì a togliere dall’imbarazzo lo stesso Ben Gurion il quale in
privato sembra si sia rivolto al suo segretario con tono preoccupato: ”Cosa
facciamo se accetta?”
La tragedia delle bombe atomiche sulle due città giapponesi non
sconvolse solo Einstein. Molti scienziati che lavorarono al progetto Manhattan
furono sopraffatti da un terribile senso di colpa e si rifiutarono in seguito
di collaborare a ricerche di carattere militare. Franco Rasetti (uno dei ragazzi
di via Panisperna morto di recente all’età di cento anni compiuti) scelse una
via ancora più radicale: abbandonò la fisica e si dedicò alla geologia e alla
botanica.
Negli ultimi anni di vita Einstein si impegnò nella soluzione di un
problema scientifico che in nessun caso avrebbe potuto portare a termine perché
a quel tempo erano troppo scarse le conoscenze di base. Si tratta della teoria
della unificazione di tutte le forze della natura in una sola legge, un
argomento che ancora oggi non ha trovato soluzione nonostante lo sforzo dei
maggiori fisici teorici viventi.
La moglie Elsa era morta nel 1936 mentre la prima moglie, che non volle
mai lasciare la Svizzera,
morì nel 1948. Il primo figlio, laureatosi in ingegneria al Politecnico di
Zurigo, nel 1947 ottenne la cattedra di ingegneria idraulica all’Università
di California, a Berkeley. Delle due figliastre, frutto del primo matrimonio di
Elsa una morirà in giovane età mentre la seconda, artista di ingegno, dopo
essersi separata dal marito, andrà a vivere nella casa di Einstein. La sorella
Maja, a causa delle leggi razziali, fu costretta a lasciare la piccola
proprietà
nei dintorni di Firenze che il fratello aveva comprato per lei e suo marito Paul
e venne anch’essa a vivere a Princeton mentre il marito si trasferì a
Ginevra presso l’abitazione dei Besso. Nella casa di Einstein viveva anche
Helen Dukas, sua segretaria fin dal lontano 1928 e forse anche una delle
numerose amanti, che si occuperà della
conduzione domestica da quando Maja, in seguito ad una emorragia celebrale, fu
costretta a letto dove rimase fino al giorno della morte avvenuta nel 1951.
Il 18 aprile del 1955 Einstein morì in ospedale, dove era stato
ricoverato un paio di giorni prima per un aneurisma addominale. Lo scienziato non volle sottoporsi ad intervento chirurgico, peraltro
molto rischioso, “perché – disse ai medici – voglio andarmene quando
decido io in quanto è di cattivo gusto prolungare artificialmente la vita”.
Accanto al suo letto rimasero gli appunti incompleti relativi ad un
calcolo che stava sviluppando nell’ambito della teoria del campo unificato. Recentemente è stato reso pubblico il contenuto di oltre mille e quattrocento lettere scritte da Einstein che Margot, la seconda delle figlie di Elsa, aveva consegnato all'Università di Gerusalemme con la raccomandazione di non pubblicarle prima che fossero trascorsi vent'anni dalla sua morte, che avvenne nel luglio del 1986. Nella lunga corrispondenza con la figliastra verso la quale mostrava affetto e stima, Einstein parla delle sue relazioni con una decina di amanti della cui esistenza mai si era saputo in precedenza. Einstein era quindi un donnaiolo a cui piacevano soprattutto le donne più giovani di lui ma era anche una persona di temperamento individualista. Nelle lettere viene infatti anche svelato il modo in cui il fisico tedesco utilizzò i soldi del premio Nobel. Aveva sempre affermato di averli consegnati alla prima moglie perché potesse provvedere al mantenimento dei figli ma ora si viene a conoscenza che quel denaro venne investito per la maggior parte negli Stati Uniti in titoli che persero quasi completamente il loro valore nella crisi finanziaria del 1929. Queste lettere hanno un po' sminuito la figura della persona Einstein ma conoscendo il suo impegno pacifista, antimilitarista e per la messa al bando delle armi nucleari, ci piace pensare che abbia sostenuto finanziariamente la sua prima moglie anche senza il denaro del Premio Nobel. fine |
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