Fantastico V. TRA SCIENZA E FANTASCIENZA Il futuro ne

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1 TRA SCIENZA E FANTASCIENZA Il futuro ne di Lorenzo De Angeli e Fulvio Zecchini «Parigi nel XX secolo», «Dalla Terra alla Luna», «Ventimila leghe sotto i mari» sono classici della letteratura fantascientifica noti in tutto il mondo, frutto di una mente creativa e fantasiosa, ma anche fiduciosa e ottimista nei confronti della scienza e della tecnologia. Come è riuscito lo scrittore francese a immaginare nel 1863 città attraversate da automobili a benzina, nel 1865 capsule in partenza per la Luna e nel 1870 sottomarini? Vediamo le previsioni che si sono poi rivelate esatte (e quelle che potranno avverarsi) all insegna del motto Qualunque cosa un uomo può immaginare, altri uomini possono rendere reale. Fantastico V Nel suo Romanzo dalla Terra alla Luna (1865) lo scrittore immaginò un veicolo spaziale sparato sul nostro satellite. Al tempo i volumi erano coscienziosamente illustrati da validissimi professionisti sotto la supervisione scientifica dell autore. Ecco una di tali incisioni a sinistra. Il pianeta Terra sorge all orizzonte lunare. La fotografia è stata scattata durante la missione Apollo 8, nel Fonte: NASA. Un secolo prima che l umanità mettesse piede sulla Luna, Giulio Verne aveva già immaginato i viaggi spaziali. 10

2 o nelle visioni del narratore ottocentesco Summary Jules Verne is considered the father of the science fiction novel. His work brings to mind scenes of underwater fights against giant squids, adventurous travels around the world flying in a balloon, or fantastic trips to the unexplored underground world. Verne s books are traditionally considered as lectures for a younger public, created by the very imaginative mind of a man who firmly believed in the positive role of science and technology in society. Nonetheless, in his work we find much more than pure fantasy. He had a strong scientific culture and he used it to imagine what technology could have become in the future. Thus in 1870 he envisions submarines with electric engines able to navigate at 50 knots at a depth of 2,000 metres and more. In 1865 he talks about space ships travelling to the Moon. In 1863 he describes the Paris of the future, where people move with gasoline-fuelled motor vehicles and communicate with videophones. Undoubtedly, today many of Verne s fantastic visions have become common things in our everyday life. Verne! Nell ovale qui accanto Giulio Verne ( ), uno dei padri del romanzo d'avventura ispirato al progresso scientifico. Nei suoi romanzi parla di viaggi spaziali, sottomarini e macchine a benzina. Da agente di borsa a inventore del romanzo fantascientifico Considerato assieme a Herbert George Wells il padre del romanzo fantascientifico, Giulio Verne è il terzo autore più tradotto al mondo. Nacque nel 1828 a Nantes, nella Francia occidentale, e mostrò sin da bambino grande interesse per l'esplorazione e l avventura. Durante gli studi giuridici a Parigi dedicò sempre maggiore impegno alla scrittura, a discapito dell'attività universitaria; per questo motivo fu privato del supporto finanziario paterno e costretto a lavorare come agente di borsa. Nel tempo libero, però, frequentava Alexandre Dumas e Victor Hugo, scoprendo il proprio talento di scrittore nel raccontare storie di avventure piacevoli e stravaganti, alle quali conferiva aria di verosimiglianza inserendovi accurati dettagli scientifici e geografici. La fortuna letteraria arrivò nel 1863 quando incontrò Pierre-Jules Hetzel, uno degli editori francesi più importanti dell Ottocento, che adattò lo stile dell autore al gusto del tempo, conferendo ai suoi scritti maggior ottimismo ed entusiasmo nei confronti del progresso tecnologico. In questo modo videro la luce oltre 50 romanzi, tra cui «Parigi nel XX secolo» (1863), «Viaggio al centro della Terra (1864)», «Dalla Terra alla Luna» (1865), «Ventimila leghe sotto i mari» (1870), «Il giro del mondo in 80 giorni» (1873), «Michel Strogoff» (1874) e ancora poesie, saggi, opere teatrali racconti. Giulio Verne morì ad Amiens nel

3 Fantastico Verne! Ridurre le sorprendenti previsioni di Giulio Verne a frutto della fantasia di un brillante scrittore significa estraniare la persona dal proprio contesto sociale e culturale: un Europa di metà Ottocento alle porte della Seconda Rivoluzione Industriale, in cui il progresso scientifico sta cambiando le connotazioni della società in maniera decisa. Le scienze naturali e ingegneristiche sono in fermento e contribuiscono ad aprire orizzonti tecnologici inaspettati, è l epoca della fiducia nella scienza e del positivismo, la corrente filosofica che si propone di applicare il metodo scientifico a tutte le sfere della conoscenza. Leggendo l opera di Verne, ci si accorge che molte delle anticipazioni che affollano i suoi romanzi sono estrapolazioni di un percorso tecnologico già iniziato mentre Verne era in vita, di cui lo scrittore era a conoscenza. Qual era il segreto di Verne allora? La risposta va cercata nella passione per la scienza e la tecnologia, in un fiuto di prima categoria e, accanto ad essi, in una fervida immaginazione. Green vuole in questo numero fare un omaggio ad uno dei padri della fantascienza, concentrandosi sulla descrizione che lo scrittore francese fa del mondo sottomarino, dei viaggi spaziali e della società del futuro e inquadrando alcune geniali previsioni all interno del panorama culturale in cui sono nate. Per mostrare come ciò che oggi appare irrealizzabile possa un domani divenire realtà, purché sia basato su solidi principi scientifici. Ricordando ciò che era solito dire lo stesso GiulioVerne: Qualunque cosa un uomo può immaginare, altri uomini possono rendere reale. Il mondo dello spazio. Verne immagina di viaggiare nell universo: una delle più grandi sfide dell'umanità. Il desiderio umano di mettere piede sulla Luna affonda le radici nella notte dei tempi: riuscire a contrastare la forza di gravità della Terra, oltrepassarne l atmosfera e viaggiare nello spazio in maniera sicura è ancor oggi una delle più grandi sfide dell'umanità. Il primo allunaggio umano, avvenuto il 20 luglio 1969, ha lasciato l intero pianeta con il fiato sospeso dall'emozione. Oltre un secolo prima, quando gli unici velivoli in grado di staccarsi dal suolo erano mongolfiere ed elementari dirigibili e il motore a scoppio era ancora in fase di gestazione, la mente di Giulio Verne già si interrogava su come l umanità potesse raggiungere il satellite terrestre. È del 1865 il romanzo «Dalla Terra alla Luna», la storia di un associazione statunitense di appassionati di balistica che decide di progettare e realizzare il primo lancio di un veicolo spaziale sulla Luna. Lo scenario ipotizzato da Giulio Verne si rivela irrealistico, la tecnologia descritta dallo scrittore non è in grado di accelerare un veicolo spaziale preservandone l integrità e la sopravvivenza dell equipaggio; è curioso tuttavia come siano presenti all'interno del romanzo alcune somiglianze con i primi voli spaziali effettuati dall umanità dopo circa un secolo. Programma Apollo: il 20 luglio 1969 l uomo sbarca sulla Luna Il programma di volo spaziale Apollo è stato attuato tra il 1961 e il 1975 dalla NASA, l Agenzia Spaziale Americana, con lo scopo di far atterrare un uomo sulla superficie lunare. Annunciato dal presidente statunitense John F. Kennedy nel 1961 in un clima di accesa competizione tecnologica con l Unione Sovietica, raggiunse il proprio obiettivo il 20 luglio 1969, quando gli astronauti Neil Armstrong e Buzz Aldrin effettuarono il primo allunaggio della storia durante la missione Apollo 11. Nei tre anni successivi altre cinque missioni portarono astronauti sulla 12

4 1865 Il veicolo spaziale americano con cui i protagonisti di Dalla Terra alla Luna vengono lanciati nello spazio, in una stampa dall edizione illustrata del Qui accanto l equipaggio dell Apollo 12 davanti al modulo di discesa sulla Luna....dalla Terra alla Luna Una statua di Verne ragazzo nei giardini di Nantes, sua città natale. Il giovane Verne visse, per via della sua vocazione letteraria, un contrasto intenso con il padre, un avvocato che avrebbe voluto tramandare a lui la professione. Per questo, contro la propria volontà, nel 1847 partì per Parigi dove portò a termine gli studi legali. Nella metà del XIX secolo l idea di un viaggio spaziale doveva sembrare pura fantascienza. Eppure la meccanica newtoniana era conosciuta da due secoli, Verne la utilizza per immaginare come un enorme cannone possa essere in grado di lanciare nello spazio un proiettile-navicella con uomini a bordo. Uno dei protagonisti del romanzo calcola infatti (correttamente) la velocità di fuga dalla superficie terrestre: «Un proiettile che abbia una velocità iniziale di iarde al secondo (circa 11 km/s), se direzionato verso la Luna, deve necessariamente raggiungerla». Si conosceva anche l ottica, che viene impiegata per determinare il calibro del proiettile: «...un telescopio con una magnificazione ottica pari a dovrebbe portare la Luna ad una distanza apparente di 5 miglia (circa 8 chilometri, N.d.T); per essere visibili, gli oggetti devono avere un diametro maggiore di 9 piedi (2,7 metri, N.d.T.). Al ritorno sulla Terra la navetta spaziale americana fece un ammaraggio proprio come (vedi l incisione) anche Verne aveva previsto per il suo veicolo. La scienza dei materiali esisteva anche allora: i protagonisti vedono nell alluminio, facile da lavorare e meno pesante del ferro, il materiale ideale per la costruzione del missile, che per essere leggero ma sufficientemente stabile deve essere cavo ma pesare almeno 9 tonnellate. Eccolo dunque il veicolo spasuperficie lunare; quella finale, avvenuta nel 1972, fu l ultima volta in cui un uomo camminò su di un corpo celeste. Il programma Apollo fu sorretto da uno sforzo tecnologico ed economico gigantesco (25 miliardi di dollari), il più grande mai compiuto da una nazione in tempo di pace, che coinvolse oltre imprese industriali e università e diede lavoro a persone. Il veicolo spaziale impiegato durante le missioni era composto di due parti modulari: il modulo di comando e di servizio, progettato per portare gli astronauti in orbita intorno alla Luna, e il modulo lunare, per discendere sulla superficie del nostro satellite. Durante i ripetuti allunaggi furono prelevati oltre 380 chilogrammi di rocce e altri materiali, ora conservati nel Lunar Receiving Laboratory di Houston. 13

5 1865 Fantastico Verne! ziale pensato da Verne: un modulo cavo di alluminio del peso sopra indicato, con un diametro di circa 3 metri, che contiene gli astronauti al proprio interno. Per sparare il proiettile sulla Luna serve ovviamente un cannone adeguato: lo scrittore francese sapeva che in una pistola la canna è circa volte più lunga del diametro della pallottola, mentre il peso è circa 240 volte superiore. Mantenere le stesse proporzioni non rassicura i protagonisti, che le aumentano e decidono di costruire un arma da fuoco lunga 274 metri e spessa poco meno di 2 metri. Mancano ancora due elementi: come posizionare il cannone e che esplosivo utilizzare per imprimere al veicolo la velocità richiesta. Per il primo problema «montare una massa del genere su di una carrozza [ ] sarebbe [ ] impraticabile, io penso a fondere questo cannone nel suolo, a munirlo di ghiere di ferro battuto, e infine a circondarlo di una grossissima opera di muratura di pietre e calce». Come esplosivo, la scelta ricade sulla nitrocellulosa, una novità per i tempi in cui scrive Verne: «La nitrocellulosa impartisce ai proiettili una velocità quattro volte superiore a quella della polvere da sparo ne useremo libbre (cioè 181 tonnellate, N.d.T.)». Che cosa è la nitrocellulosa Si racconta che nel 1846 il chimico svizzero-tedesco Christian Schoenbein, mentre lavorava nella cucina di casa a Basilea, rovesciò inavvertitamente una bottiglia di acido nitrico concentrato sul tavolo. Prese allora il primo grembiule a portata di mano, pulì e lo riappese dove l aveva trovato. Si narra che dopo pochi minuti il grembiule prese fuoco. Schoenbein aveva appena sintetizzato involontariamente la nitrocellulosa. Questa sostanza, detta anche fulmicotone, si ottiene infatti facendo reagire, in presenza di acido solforico, l acido nitrico con la cellulosa, come quella contenuta nel cotone di cui era fatto il grembiule di Schoenbein. Nello stesso anno, anche altri due chimici tedeschi Una cannonata spaziale li veicolo con cui i protagonisti di Dalla Terra alla Luna vanno nello spazio è sparato verso il nostro satellite da un enorme cannone che qui vediamo in due stampe dell edizione illustrata del Sopra, la culatta di un cannone degli anni trenta, e sotto, la nuvola di fumo generata dal missile vettore Saturn americano impiegato per il lancio del complesso veicolo verso la Luna. 14

6 Verne a Parigi passa intere giornate alla Bibliothèque Nationale a raccogliere appunti su problemi scientifici e storici d'attualità, e si lega d'amicizia con tutta una cerchia di personalità di primo piano: coi fratelli Arago - Jacques l'esploratore, Etienne il politico, François il fisico, e col celebre fotografo Felix Tournachon detto Nadar. Un enorme cannone interrato di ferro, quindi, profondo 271 metri di cui i primi 55 pieni di nitrocellulosa. Anche il sito di lancio è scelto con cura: «Il cannone deve sparare verso lo zenith. La Luna non attraversa lo zenith, se non in luoghi situati tra zero e 28 gradi di latitudine». Restringendo la scelta agli Stati Uniti, soltanto alcune regioni del Texas e della Florida hanno la caratteristica richiesta; i protagonisti decidono per la Florida, una località vicino a Tampa, a circa 200 km di distanza dall attuale Kennedy Space Center, da dove nel 1969 partì la missione Apollo 11 che portò realmente per la prima volta un uomo sulla Luna. Le analogie con il Programma Apollo della NASA non finiscono qui: in maniera piuttosto curiosa, anche il modulo di comando e servizio (CSM) dell Apollo 8, la prima missione con equipaggio che raggiunse l orbita lunare, era fatto prevalentemente di alluminio, aveva una massa di circa 30 tonnellate e un diametro di 3,9 metri. Il lancio scaturito dalla penna di Verne avviene in dicembre, il veicolo spaziale ha un equipaggio di tre persone, orbita intorno alla Luna per 48 ore e ritorna dopo un viaggio di 242 ore sulla Terra, ammarando nell Oceano Pacifico, dove viene recuperato da una nave della Marina (il rientro dei tre astronauti è raccontato da Giulio La casa di Verne ad Amiens, in rue Charles Dubois al 2 dove è ora sistemato il centro di documentazio ne sullo scrittore. Era detta la casa con la torre. Verne nel romanzo «Intorno alla Luna»). Anche il lancio dell Apollo 8 avvenne in dicembre, circa un secolo dopo, e coinvolse tre astronauti; il modulo rimase in orbita lunare per 20 ore e dopo 147 ore di viaggio ammarò nell Oceano Pacifico, dove fu recuperato dalla Marina Militare statunitense. Nonostante le analogie con i programmi spaziali intrapresi nel secolo scorso, le ipotesi di Verne sono però poco realistiche dal punto di vista scientifico: secondo l Enciclopedia Astronautica ( un veicolo lunare come quello di Verne non sarebbe in grado di sopportare la temperatura e la pressione causate dall esplosione di una tale quantità di nitrocellulosa. Non soltanto: l accelerazione alla quale sarebbero soggetti gli astronauti rinchiusi nel modulo lunare sarebbe fatale. Il lancio dei moderni veicoli spaziali, quali quelli della missione Apollo, avviene infatti utilizzando un sistema di propulsione che non si esaurisce al momento del lancio, come nel caso dell esplosione ipotizzata da Verne. Questo permette di imprimere al veicolo un accelerazione iniziale minore, in quanto non è necessario raggiungere subito la velocità di fuga, il veicolo spaziale può staccarsi da terra più lentamente e raggiungerla a quote più elevate. sintetizzarono la nitrocellulosa, Rudolf Boettger e F.J. Otto (quest ultimo fu il primo a pubblicare il processo). Si pensò subito di sostituire la polvere da sparo con la nuova sostanza, che genera a parità di volume una quantità di gas circa sei volte maggiore e produce meno fumo e calore. La nitrocellulosa era però troppo poco stabile e poco adatta ad essere impiegata nelle armi da fuoco: la soluzione arrivò con esplosivi più stabili di formulazione simile, come ad esempio la cordite, un esplosivo a base di nitroglicerina, nitrocellulosa e oli minerali sintetizzato sul finire del XIX secolo dai chimici inglesi James Dewar e Frederick Abel. Oltre che negli esplosivi, uno dei maggiori impieghi del fulmicotone fu, fino alla metà del secolo scorso, nella produzione di pellicole cinematografiche. La nitrocellulosa, infatti, è solubile in acetone e può, in tal modo, essere utilizzata come supporto flessibile e trasparente sul quale depositare le emulsioni fotosensibili dei nastri cinematografici. I fotogrammi erano tuttavia facilmente infiammabili, gli incendi causati dall accensione di una diapositiva furono tutt altro che rari, come mostrato nel film Nuovo Cinema Paradiso. La nitrocellulosa nel corso dei decenni si decompone, si ingiallisce e si polverizza gradualmente; si stima che tra l 80 e il 90% delle pellicole prodotte prima dell avvento dei film sonori siano andate perdute proprio per questo motivo. Anche la carta utilizzata dai prestigiatori per produrre veloci esplosioni senza fumo né cenere contiene nitrocellulosa, così come molti altri prodotti commerciali: lo smalto per unghie, la tintura per capelli, persino le finiture delle chitarre elettriche prodotte da Fender e Gibson. 15

7 Fantastico Verne! La pila elettrica Il mondo sottomarino: sotto il pelo dell acqua l immensità di un mistero Il mondo sottomarino descritto dalla penna di Giulio Verne è entrato ormai nella cultura popolare: il capitano Nemo e il Nautilus, i celebri protagonisti di «Ventimila leghe sotto i mari» del 1870, sono diventati simbolo dell esplorazione e della conquista delle profondità marine. La vicenda narrata nel romanzo inizia nel 1866: un presunto mostro marino terrorizza i mari di tutto il mondo facendo colare a picco bastimenti di tutte le nazioni, il cui scafo viene letteralmente trapassato da una sorta di sperone. «Non è un arma» conclude Pierre Aronnax, professore al museo di Parigi e narratore del romanzo. In qualità di massimo esperto, egli afferma che deve trattarsi di una specie sconosciuta di nàrvalo dalla zanna particolarmente robusta e si imbarca sulla fregata Abraham Lincoln, che comincia a dargli la caccia per i sette mari. Dopo un lungo inseguimento, l incontro tra l Abraham Lincoln e il fantomatico narvàlo è disastroso. Nel tentativo di catturare o uccidere l animale, la nave viene subito speronata e immobilizzata e Aronnax, il suo fedele servitore Conseil e il robusto re dei fiocinieri Ned Land, finiscono in mare. In balia delle onde, vengono raccolti e imprigionati dal mostro marino, che si rivela essere il favoloso e fantascientifico sottomarino Nautilus del Capitano Nemo. L inquie Il capitano Nemo sulla tolda del suo Nautilus leghe sotto i mari Il narvàlo evocato da Verne (Monodon monoceros), appartiene ad una particolare famiglia di cetacei detti monodontidi (o delfinatteri) caratterizzati da un corno a vite lungo circa 2,5 metri, che solitamente si trova solo nei maschi. La pila elettrica, o batteria elettrica, è un insieme di celle elettrochimiche, dispositivi in grado di immagazzinare energia chimica e convertirla in energia elettrica. Ogni cella è composta di due elettrodi, anodo e catodo, immersi in una soluzione acida che fa da materiale conduttore; la differenza di potenziale tra i due elettrodi permette il flusso di corrente dall anodo al catodo. Le batterie elettriche sono classificate a seconda dei materiali che le costituiscono: sodio-zolfo, nichel-zinco, zinco-carbone. Lo sviluppo moderno 16 Il sottomarino d attacco a propulsione nucleare Jimmy Carter, della classe Seawolf, è il sottomarino più veloce e silenzioso e maggiormente armato del mondo. Lungo 107 metri, raggiunge sott acqua la velocità di 30 nodi, circa 55 km/h.

8 1874 Il telegrafo elettrico Il telegrafo elettrico è una macchina che consente la comunicazione a distanza, attraverso la trasmissione di una serie di impulsi elettrici di diversa durata, che codificano i cinque elementi dell alfabeto Morse (punto, linea, intervallo breve, medio e lungo). Quest ultimo venne sviluppato nella prima metà dell 800 da Alfred Vail e Samuel Morse. Originariamente la telegrafia elettrica impiegava cavi elettrici per trasportare il segnale, solamente tra la fine dell'ottocento e l'inizio del Novecento si sviluppò la telegrafia senza fili: il segnale elettrico viene convertito in onda elettromagnetica di bassa frequenza (onda radio) mediante un'antenna per essere poi riconvertito in maniera analoga dal dispositivo ricevente. tante comandante ha tagliato i ponti con la società di superficie e non ha nessuna intenzione di liberare i prigionieri, ma permette loro libero accesso a bordo, illustra ad Aronnax le meraviglie del suo sottomarino e li conduce in un viaggio pieno di imprevisti lungo le ventimila leghe che danno titolo al romanzo. L avventura include la navigazione sotto il canale di Suez, la caccia nelle foreste sottomarine di Crespo e la lotta con i calamari giganti. Verne non ha le conoscenze scientifiche della moderna biologia marina, tuttavia ci fornisce un vivido ritratto dei fondali sottomarini decine di anni prima che Jacques Cousteau introducesse a persone di ogni continente le meraviglie del continente blu. La distanza presente nel titolo non si riferisce quindi ad una profondità, ma al percorso coperto dal Nautilus durante i suoi viaggi nel mondo sommerso. Infatti la lega era un unità di misura, un tempo assai diffusa in Europa e in America Latina, pari alla distanza coperta in un ora di cammino da un cavallo o da un uomo, cioè circa 5,5 chilometri. Pertanto leghe equivarrebbero ad una profondità più o meno pari a chilometri, quasi dieci volte il diametro medio terrestre ( chilometri) e circa mille volte la massima profondità dei nostri mari, che si trova nella Fossa delle Marianne L isola misteriosa Il Nautilus protagonista di Ventimila leghe sotto i mari fa la sua apparizione nel libro «L isola misteriosa». Nella suggestiva figura di Jules Ferrat (sopra) eccolo emergere all interno di una caverna sottomarina facendo luce con i potenti riflettori elettrici. A lato il salone del sottomarino del capitano Nemo è arredato con lo sfarzo e il comfortdi chi ha fatto dei viaggi negli abissi il senso della propria vita. della pila iniziò con i lavori di Alessandro Volta, che inventò la pila voltaica nel Poco pratica per generare correnti di alta intensità, fu sostituita da quella di Daniell che, sviluppata nel 1836, fu subito adottata come generatore di corrente nei telegrafi. L invenzione della pila a secco alla fine del XIX secolo le rese poi pratiche e sicure. A destra lo spartano arredamento del salone del sommergibile nucleare americano Nautilus che traversò in immersione il mar Glaciale Artico, passando sotto i ghiacci al Polo Nord, nel

9 1874 Fantastico Verne! ( metri).veniamo al mitico sottomarino. Mobilis in mobile, cioè mobile nell elemento mobile, questo è il motto del Nautilus, 70 metri di lunghezza, forma idrodinamica, estremità affusolate e corpo cilindrico. Secondo Verne queste caratteristiche gli permettono di navigare a una velocità di punta di 50 nodi, cioè circa 90 km/h. Il nodo è una misura della velocità in mare, pari a un miglio nautico internazionale all ora, cioè 1,852 km/h. Queste prestazioni sono ben superiori a quelle reali dei sottomarini nucleari moderni che raggiungono all incirca i 25 nodi (vedi fotografia a pagina 16). Il corpo cilindrico del Nautilus, caratteristica mantenuta nei nostri sottomarini, permette di resistere alle alte pressioni delle profondità. Infatti, almeno lungo l asse della lunghezza, tutte le superfici sono equidistanti dal centro della sezione, distribuendo così uniformemente la pressione subacquea. Certo, per raggiungere le profondità più remote la forma migliore è quella sferica in cui la pressione è ugualmente distribuita su tutta la superficie, ma tale forma non è adatta al movimento rapido in avanti e og- Un record di profondità imbattuto del batiscafo italiano Trieste nella Fossa delle Marianne Il 23 gennaio 1960, novanta anni dopo l uscita di «Ventimila leghe sotto i mari», durante un immersione decisamente pionieristica per quei tempi, il batiscafo Trieste della Marina Militare statunitense raggiunse il fondo della Fossa delle Marianne con a bordo Jacques Piccard e Don Walsh. La misurazione della profondità allora rilevata fu di metri, poi aggiustata a e, quindi, nel 1995 alla misura attuale di m. Tale profondità venne raggiunta in cinque ore, trascorse le quali il Trieste stazionò nel punto più profondo per 20 minuti e l equipaggio poté inaspettatamente parlare Esplorazione sul fondo marino Una suggestiva passeggiata di esplorazione sul fondo marino in un illustrazione dal libro di Verne. La foto sotto è esattamente di 130 anni dopo. La ricerca del grande mostro marino che attacca il sommergibile del capitano Nemo è un dei motivi conduttori del romanzo in cui l esplorazione del fondo marino riserva continue sorprese. 18

10 Mihael Faraday e il motore elettrico Fu l inglese Michael Faraday, uno degli scienziati più importanti della storia, a dimostrare per primo nel 1831 il principio di conversione di energia elettrica in energia meccanica, che è alla base del funzionamento del motore elettrico. Fondamentali furono i contributi di Faraday alla fisica e alla chimica: introdusse il concetto di campo magnetico, scoprì le leggi dell induzione magnetica, dell elettrolisi e del diamagnetismo, inventò il sistema dei numeri di ossidazione. Di umili origini, non frequentò collegi e università, ma si avvicinò alla scienza prima come autodidatta, poi collaborando per molti anni con l eminente chimico Humphry Davy, membro della Royal Society. Fu in gran parte grazie ai suoi sforzi che l elettricità riuscì ad avere applicazioni tecnologiche. Si racconta che un giorno Faraday stesse mostrando alla regina Vittoria come due fili paralleli attraversati da una corrente elettrica si attraggono o respingono a seconda del verso reciproco della corrente stessa. Poco interessata al fenomeno, la regina gli chiese: «A cosa serve?». Lo scienziato rispose insofferente: «A cosa serve un bambino neonato, Maestà?». Ancora più pungente fu la risposta alla diffidenza verso le scoperte scientifiche esternata da William Gladstone, l allora ministro britannico delle Finanze; rispondendo a cosa servisse l elettricità, lo scienziato inglese ironizzò: «Un giorno, signore, la potreste tassare». o gi viene talvolta adottata - con alcune variazioni sul tema - solo dai batiscafi, battelli destinati fondamentalmente all esplorazione degli abissi e al recupero, che prediligono la capacità di immersione all agilità e alla velocità. Secondo Nemo, per il Nautilus la profondità di metri è una quota di navigazione media. Oggi possiamo definirla eccezionale, visto che i sottomarini propriamente detti dei giorni nostri non possono superare i 400 metri quando il loro scafo è fatto di acciaio e i quando è fatto di titanio, materiale certamente più resistente alla pressione, il quale però va incontro a fenomeni di deterioramento dovuto all interazione chimica con l acqua di mare. E l aria ricca di ossigeno necessaria a respirare? Anche Aronnax si pone questa domanda: «Riesce ad ottenere l aria con mezzi chimici, isolando mediante il calore l ossigeno contenuto nel clorato di potassio, e assorbendo l acido carbonico mediante la potassa caustica?[...] Oppure si limita ad immagazzinare l aria ad alta pressione in serbatoi, per distribuirla poi secondo le necessità dell equipaggio?». Il capitano Nemo usa un sistema più semplice ed economico: ogni ventiquattr ore risale in superficie per prendere aria, proprio come una balena o un altro cetaceo. I moderni sottomarini, in realtà, non sono costretti a risalire in superficie come il Nautilus, ma riescono a produrre ossigeno a partire dall acqua mediante elettrolisi, un metodo che trasforma l energia elettrica in energia chimica. Il Nautilus, poi, distilla l acqua del mare per ottenere acqua potabile e tutto a bordo funziona con l elettricità prodotta da batterie a sodio-mercurio. Nel 1860 l elettricità era stata da poco utilizzata per usi civili iniziavano allora le prime applicazioni per l illuminazione urbana e domestica. Parlando al capitano Nemo, Aronnaux afferma: «Evidentemente voi avete trovato ciò che gli uomini un giorno troveranno di certo, il vero potenziale dinamico dell elettricità». Il motore elettrico moderno a corrente alternata in effetti fu inventato da Nikola Tesla nel 1888, dopo le prime scoperte di Michael Faraday nel 1831, che permettevano di ipotizzarne la realizzazione e vari tentativi applicativi. con la nave appoggio in superficie con un sistema sonar/idrofono; il segnale impiegava ben sette secondi per percorrere la distanza tra i due veicoli. L equipaggio si stupì di trovare esseri viventi sul fondo quali sogliole e gamberetti. Infatti, sul fondo l acqua esercita una pressione di 108,6 megapascal (1 MPa = 10 6 pascal), una pressione superiore di oltre volte a quella atmosferica. Nella pratica di tutti i giorni si usa la seguente buona approssimazione per determinare la pressione sott acqua: ogni aumento di 10 metri della profondità causa un incremento della pressione di 1 atmosfera, unità di misura pari a pascal. Potremmo dire che il record di immersione del Trieste rimane imbattuto dal In realtà il batiscafo Kaiko, seppur senza equipaggio, è riuscito a raggiungere la Fossa nel 1995, ma lo scafo venne distrutto dalle pressioni presenti a quelle profondità. Il batiscafo Trieste sollevato fuori dall acqua. L equipaggio era rinchiuso nella struttura sferica visibile alla base, del diametro di poco superiore ai due metri. Tale sfera di sopravvivenza era indipendente dal resto della struttura di galleggiamento Segue 19

11 Fantastico Verne! Il batiscafo made in Italy Segue da pag. 19 Il mondo urbano e la vita di tutti i giorni: nei trasporti e nella comunicazione la visione ottimista Le nostre città moderne, con strade larghe cento metri e palazzi alti trecento, sempre mantenute alla stessa temperatura, con il cielo solcato da migliaia di aeromacchine e aeropullman Benvenuti nel 2889 di Giulio Verne! La sua fervida immaginazione non ha concepito soltanto le imprese del capitano Nemo o i fantascientifici viaggi verso la Luna, lo scrittore francese ha descritto anche il genere umano nel futuro. Prima, nel 1863, con «Parigi nel XX secolo», poi, 35 anni dopo, scrivendo «La giornata di un giornalista americano nel 2889». Pensare alla tecnologia della metà del secolo scorso a noi fa sorridere, a Giulio Verne faceva riflettere e fantasticare. La sua Parigi immaginaria, nel 1960, è una ricca e gigantesca megalopoli automatizzata in cui i parigini vivono in palazzi climatizzati alti anche dodici piani, le macchine a benzina sfrecciano su strade asfaltate e i pendolari attraversano la città impiegando una fitta rete di metropolitane sospese, a propulsione magnetica o ad aria compressa. Il progresso tecnologico avanza di corsa, inesorabile e senza freni, il potere politico è in mano a grandi corporazioni multinazionali che comunicano attraverso una rete globale di telegrafi e lavorano con macchine calcolatrici in grado di eseguire operazioni matematiche. Il simbolo della modernità è l onnipresente elettricità, che non soltanto illumina la città e le insegne commerciali, ma Il Trieste rivoluzionò le immersioni ad alte profondità fino ad allora compiute da campane, solitamente sferiche, calate in acqua da una nave di appoggio alla quale rimanevano ancorate con un cavo. Diversamente questo batiscafo era totalmente indipendente dal cargo che lo trasportava e poteva muoversi liberamente sott acqua grazie a motori elettrici. La progettazione del Trieste si deve allo svizzero Auguste Piccard; il batiscafo, costruito in Italia, fu venduto alla marina militare statunitense nel 1958 per dollari. In pratica era costituito da una 1863 Cinque settimane in pallone Già alla fine del XIX secolo Giulio Verne aveva previsto lo sviluppo dell ingegneria aeronautica. Cinque settimane in pallone è un romanzo fantastico pubblicato nel Uno studioso, Samuel Ferguson, progetta di attraversare l'ancora largamente inespolorato continente africano a bordo di un pallone aerostatico di sua invenzione, riempito d'idrogeno. In alto un incisone dal volume e a lato un dirigibile per il traporto passeggeri in voga tra le due guerre. In basso un moderno aeromobile utilizzato per riprese automatizzate. 20

12 Anno 2889: in viaggio a km orari Se potessero ricordare quanto difettosi erano i veicoli a vapore e le rotaie, e le loro frequenti collisioni e velocità ridotte, quanto più i viaggiatori di oggi apprezzerebbero gli aerotreni e specialmente quelle metropolitane pneumatiche che ora si distendono attraverso gli oceani e che li trasportano alla velocità di 1500 km/h! Infine, non piacerebbe loro ancora di più il telefono e il telefoto se si ricordassero che i nostri antenati avevano soltanto questo apparato antidiluviano che chiamavano telegrafo? Da Giulio Verne, La giornata di un giornalista americano nel 2889 Il fotografo Nadar costruisce palloni aerostatici con i quali sorvola Parigi, partecipa alla creazione di collegamenti con la Francia libera dall occupante tedesco, durante la Comune di Parigi. In quegli anni Verne (1863) pubblica Cinque settimane in pallone. Nella foto a sinistra le grandi vetrate dello studio di Nadar e a destra uno dei giganteschi palloni aerostatici del fotografo parigino. viene usata anche come strumento di morte: «I criminali sono giustiziati con carica elettrica» scrive Verne. Quanta fantasia e quanto intuito scientifico c'è nelle sue previsioni? Il ventesimo secolo che descrive lo scrittore francese non è poi così lontano da quello che è stato realmente, anche se le metropolitane sospese a propulsione magnetica non sono diffuse neppure oggi. Accostare la Parigi appena descritta a quella della Francia del Secondo Impero in cui vive Verne ce lo fa apparire un visionario; molte delle cose di cui parla, tuttavia, sono in realtà argomento di dibattito, seppur embrionale, nelle accademiche scientifiche di metà Ottocento. Pensiamo alle macchine a benzina, ad esempio, e al motore a scoppio. Già nel 1860, tre anni prima della stesura del romanzo, l ingegnere belga Jean Lenoir aveva prodotto un motore a combustione interna simile a quello a vapore, alimentato a legna o a carbone, in cui però era la benzina a fare da carburante. Nel 1862 Nikolaus Otto ne aveva aumentato l efficienza, anche se si dovette aspettare il 1870 perché Karl Benz fabbricasse la prima automobile della storia. Le calcolatrici elettroniche, poi, di certo non esistevano ancora ai tempi di Verne, ma elementari macchine per calcolo erano state introdotte da Wilhelm Schickard e Blaise Pascal nel XVII secolo, e furono poi perfezionate da William Borroughs negli anni 80 dell Ottocento, una ventina di anni dopo la stesura del romanzo quindi: si trattava di semplici congegni meccanici in grado di sommare o moltiplicare due o più numeri. E l elettricità? Esisteva già la luce artificiale nel 1863? La lampadina elettrica fu brevettata nel 1875 da Henry Woodward, quella ad incandescenza da Thomas Edison nel 1880, ma già nel 1841 a Parigi vennero sperimentate lampade elettriche ad arco per l'illuminazione pubblica. Quando Verne scriveva Parigi nel XX secolo, quindi, l'ingegneria elettrica doveva ancora svilupparsi pienamente per rivoluzionare la nostra vita quotidiana, ma i concetti scientifici fondamentali che ne stanno alla base erano già chiari e consolidati. L idea che potesse essere utilizzata a fini letali, poi, doveva sembrare piuttosto verosimile anche a quei tempi, anche se fino al 1890 tale procedura non fu adottata da alcun governo (per approfondimenti sui danni fisiologici della corrente elettrica, vedi Green n. 8, pag. 29). E come si comunicava a metà Ottocento? Era pura fantasia pensare a una rete globale di comunicazione? Di nuovo, più che fantasia era intuito scientifico. Il sistema telegrafico elettrico si sviluppa negli anni 40 dell Ottocento grazie a Morse, venti anni prima che Verne scriva il proprio romanzo dunque, anche se è soltanto a fine secolo che si sviluppa la telegrafia senza fili grazie a Nikola Tesla e Guglielmo Marconi. Pensare a qualcosa di simile a Internet nel camera di galleggiamento riempita di benzina (meno densa dell acqua e, rispetto a questa, già di per sè praticamente incomprimibile, meno comprimibile anche a pressioni elevate), dotata di compensatori riempiti d aria, e da una sfera a pressione costante separata dal resto della struttura che alloggiava l equipaggio di due persone. Mentre la grande struttura di galleggiamento era lunga più di 15 metri, le persone erano costrette nella sfera del diametro di poco superiore ai due metri, per raggiungere la quale era necessario passare per un tunnel di accesso che attraversava il galleggiante. Questa struttura di sopravvivenza alimentata a batterie era indipendente dal resto della struttura. Per poter respirare, l aria veniva immessa da serbatoi in pressione, mentre l anidride carbonica veniva assorbita da scatole metalliche contenenti idrossido di calcio e di sodio che, reagendo con essa, la trasformano in carbonato. Per sostenere la pressione di 110 MPa, la sfera aveva pareti di acciaio spesse quasi 13 centimetri e pesava 13 tonnellate. Nove tonnellate di sfere di ferro furono agganciate alla struttura con dei magneti in modo da permetterne l immersione e l emersione una volta rilasciata la zavorra. Infatti, la pressione estrema non avrebbe consentito alla tecnologia ad acqua/aria compressa, tradizionalmente impiegata per i movimenti verticali, di espellere l acqua contenuta nelle zavorre. 21

13 Fantastico Verne! , quindi, è senza alcun dubbio la dimostrazione di una capacità rara di intravedere gli sviluppi futuri della tecnologia, ma questo talento non va confuso con la fantasia e la pura immaginazione priva di fondamenti scientifici. Le cose cambiano quando Verne descrive nel 1889 il mondo iper-tecnologico di mille anni dopo, in questo caso la fantasia dello scrittore corre più velocemente. Il trasporto avviene in aria, attraverso aeromacchine, aeropullman (che viaggiano a 600 km/h) e aerotreni, ad eccezione dei viaggi trans-atlantici: da New York a Parigi si viaggia in treno sott acqua a 1550 km/h. La vita quotidiana è cambiata: il clima è controllato globalmente, l energia è accumulata e se ne può disporre all infinito, il cibo viene consegnato a domicilio, gli spogliatoi lavano e vestono le persone. Per comunicare si usa il videofoto, una specie di videotelefono, e lo si può fare anche con pianeti extraterrestri, esistono calcolatrici ( totalizzatori ), le pubblicità vengono proiettate da un migliaio di proiettori addirittura sulle nuvole perché le veda tutto il paese. Anche le tecnologie di guerra sono progredite: alcuni proiettili contengono i microbi della peste, del colera, della febbre gialla, ma sono In the Year 2889 Un moderno videotelefono. Anche l immaginazione di Verne l aveva pensato per il mondo del In questo romanzo Verne scrive: E non userebbero più volentieri il telefono e il videofono, ricordandosi dei vecchi apparecchi Morse di Hugues, così insufficienti per la trasmissione veloce dei dispacci?

14 1905 Come funziona la lampadina La lampada ad incandescenza è costituita da un filamento di tungsteno collegato ad un circuito elettrico, racchiuso in un bulbo di vetro riempito di gas inerte, solitamente argon. La corrente elettrica che fluisce attraverso il filamento ne innalza la temperatura fino a circa 2700 K, provocando l'emissione di luce visibile con un'efficienza molto bassa, del 5-10%. La maggior parte dell'energia elettrica viene infatti trasformata in calore. Un tipo di lampada più efficiente è quella a fluorescenza, erroneamente chiamata al neon, anche se tale elemento non è alla base del funzionamento. In questo caso la luce viene prodotta sulla superficie interna della lampada da un materiale fluorescente, che assorbe energia dal vapore di mercurio ionizzato tramite una scarica elettrica. anche usate scariche elettriche lunghe anche 100 chilometri. Pensando al mondo di mille anni dopo, sicuramente Giulio Verne si lascia andare a un po più di fantasia: non è chiaro a che tecnologia possa pensare lo scrittore quando parla di controllo del clima globale e di accumulo indefinito di energia. Molte cose raccontate appartengono ancora oggi alla fantascienza, ma non si può escludere che non saranno reali nei prossimi 900 anni. Altre previsioni risultano invece più realistiche, come le armi batteriologiche o il trasporto aereo. Alla fine dell Ottocento era già sviluppata nella comunità scientifica internazionale la consapevolezza che alla base delle malattie infettive vi fosse il contagio da microrganismi; da qui a pensare ad un arma batteriologica il passo non è poi così grande. Per quanto riguarda il trasporto aereo, ai tempi in cui scrive Verne l ingegneria aerospaziale era ancora in fase embrionale, ma la mongolfiera esisteva sin dalla fine del Settecento e alcuni tentativi di costruzione di veicoli aerei erano già stati fatti; pertanto immaginare che di lì a mille anni la scienza e la tecnologia avrebbero permesso la locomozione aerea non era poi così fantasioso. Fulvio Zecchini e Lorenzo De Angeli Il faro alla fine del mondo Ai tanti romanzi potremmo aggiungere Il faro in capo al mondo che, uscito nel 1905, è stato l'ultimo pubblicato in vita dall'autore, in cui ha larga eco la lampadina ad incandescenza, brevettata da Thomas Edison nel 1880 (qui accanto un prototipo). Un invenzione che ha cambiato la nostra vita quotidiana. Già nel 1863 Giulio Verne aveva immaginato che l elettricità avrebbe illuminato le notti parigine, come nella stampa qui sotto. 23