In molti avremmo sicuramente visto il film Oppenheimer – vincitore di ben 7 premi Oscar – incentrato sulla biografia del fisico che creò la bomba atomica e sull’invenzione di questa, utilizzata nel Progetto Manhattan. Altrettanto famosa è la questione della sua crisi di coscienza per via della quale, in seguito, non volle partecipare alla costruzione della bomba a idrogeno. Come anche la frase da lui pronunciata durante il Trinity Test, venti giorni prima dell’esplosione a Hiroshima: «Sono diventato Morte, il distruttore di mondi.»
Quello, però, di cui non si parla tanto è che a J. Robert Oppenheimer non va soltanto attribuito il ruolo di inventore di una delle armi più distruttive al mondo ma anche quello di grande chimico e fisico, grazie al quale l’umanità ha fatto passi significativi in questi ambiti.
La sua formazione ed il Progetto Manhattan
«I fisici hanno conosciuto il peccato» furono queste le parole di Oppenheimer in seguito all’esplosione a Hiroshima. Prima dell’incarico nel Progetto Manhattan, il fisico studiò ad Harvard prima chimica e poi fisica, e poi anche a Cambridge e Berkeley. Collaborò con alcuni tra i fisici più importanti della storia come Thomson e Born ed i suoi studi sono decisamente numerosi: tra i tanti spiegò l’effetto tunnel quantistico, diede contributi alla scoperta del positrone, studiò gli sciami atmosferici di raggi cosmici e persino il collasso gravitazionale delle stelle.
Finché venne poi selezionato come direttore del Progetto Manhattan per costruire le tristemente note Little Boy e Fat Man: gli USA scelsero proprio lui per le sue capacità organizzative, di intuizione e chiarezza di idee. Così Oppenheimer si circondò di alcuni dei migliori fisici al mondo (tra cui Enrico Fermi) e tirò su uno dei gruppi di ricerca più importanti della storia.
La bomba atomica progettata da Oppenheimer si basa sulla fissione nucleare, un processo che consiste nella divisione di un atomo in due nuclei più piccoli, sprigionando energia. Per intenderci, è lo stesso processo che utilizzano le centrali nucleari per produrre energia elettrica.
Il fondamento scientifico su cui si basa l’arma è il principio di equivalenza massa-energia di Albert Einstein nella teoria della relatività ristretta, racchiuso nella famosa formula E=mc².
Studi fisici e buchi neri
Il giovane fisico si era interessato al problema del collasso gravitazionale di stelle di grandi dimensioni (con una massa oltre il limite di Chandrasekar, di cui abbiamo parlato nell’articolo sui buchi neri), pubblicando anche una serie di articoli scientifici. Ma durante lo scoppio della guerra, e per via dell’implicazione diretta del fisico in essa, i suoi studi fisici furono accantonati e la comunità scientifica iniziò ad interessarsi soprattutto al mondo atomico. Nel corso degli anni sessanta, poi, l’applicazione delle moderne tecnologie nel campo delle osservazioni astronomiche portarono ad un nuovo interesse per l’astrofisica e gli studi di Oppenheimer furono recuperati.
Il fisico Stephen Hawking lo cita persino nel suo libro La teoria del tutto, parlandoci delle ricerche di Oppenheimer nel campo di stelle di neutroni e buchi neri. Egli, infatti, descrive l’effetto che il campo gravitazionale di una stella ha sulla luce: esso modifica le traiettorie dei raggi che vi passano in prossimità, precisamente li fa deflettere verso la stella. Durante il collasso, più la stella si comprime, più il campo gravitazionale diventa forte e di conseguenza i coni di luce si deflettono sempre di più finché, quando la stella sarà collassata al di sotto di un certo raggio critico, la luce sarà deflessa verso l’interno con una tale forza che non sarà più capace di sfuggire dal campo gravitazionale verso lo spazio esterno.
Sappiamo che, secondo la teoria della relatività, nulla può viaggiare ad una velocità superiore a quella della luce, dunque se alla stella collassata non può sfuggire la luce nient’altro potrà farlo. In questo modo risulta una regione dello spazio-tempo da cui non è possibile sfuggire in alcun modo: un buco nero.
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