Il Sole non dovrebbe accendersi: il miracolo dell'Effetto Tunnel
Ti sei mai chiesto come faccia il Sole a splendere se, secondo le leggi della fisica classica, non ne avrebbe la forza? La risposta risiede in uno dei fenomeni più bizzarri della meccanica quantistica: l'Effetto Tunnel.
Il muro invisibile
Nel cuore del Sole, i nuclei di idrogeno (protoni) vorrebbero fondersi per creare elio e sprigionare energia. Tuttavia, essendo entrambi carichi positivamente, si respingono con una forza enorme (la barriera di Coulomb). La temperatura nel nucleo solare, pur essendo di 15 milioni di gradi, non è sufficiente a dare ai protoni la velocità necessaria per scavalcare questo "muro" di repulsione.
In teoria, il Sole dovrebbe essere una palla di gas fredda e buia.
Il "fantasma" nella macchina
Qui entra in gioco la magia quantistica. Grazie al principio di indeterminazione, un protone non è una pallina solida, ma una "nuvola di probabilità". Esiste una possibilità, piccola ma reale, che il protone superi la barriera non scavalcandola, ma attraversandola come un fantasma che passa attraverso un muro.
Senza l'effetto tunnel, la fusione nucleare non avverrebbe.
Senza fusione, non avremmo luce né calore.
Senza questa "scappatoia" quantistica, la vita sulla Terra non sarebbe mai nata.
Il paradosso della potenza: perché la "lentezza" ci salva
C'è un rovescio della medaglia affascinante:
se il Sole fosse molto più grande e avesse una pressione tale da forzare la fusione senza aver bisogno del "trucco" quantistico dell'effetto tunnel, la sua vita sarebbe brevissima.
Bruciando il suo combustibile con una potenza devastante e immediata, si sarebbe spento già miliardi di anni fa per esaurimento di idrogeno. È proprio grazie alla natura probabilistica e "difficile" dell'effetto tunnel che il Sole consuma le sue riserve con parsimonia, garantendo una stabilità che dura da 5 miliardi di anni.
Senza questo freno quantistico, il Sole sarebbe stato un lampo accecante nel passato e noi non saremmo qui oggi a scrivere e a leggere di queste meraviglie.