LA SORGENTE ETERNA

 

LA SORGENTE ETERNA DELL’ENERGIA DELL’UNIVERSO, ORIGINE E INTENSITA’ DEI RAGGI COSMICI.

di Nikola Tesla - 13 ottobre 1932, New York

TeslaPoco più di un secolo fa molti astronomi, incluso Laplace, pensavano ancora che il sistema dei corpi celesti fosse immutabile e che essi avrebbero compiuto i loro moti nella stessa maniera per l’eternità. Ma il graduale perfezionamento degli strumenti e il miglioramento dei metodi di investigazione realizzati sin da quel tempo, hanno portato a riconoscere che c’è un continuo cambiamento che sta avvenendo nelle sfere celesti che sta sottoponendo tutti i corpi ad una influenza in continuo mutamento. Dove questo cambiamento ci sta conducendo, e quale sia la sua fase finale, sono diventate domande di altissimo interesse scientifico. In una comunicazione alla Royal Society di Edinburgh datata 19 aprile 1852 e al Philosophical Magazine di ottobre dello stesso anno, Lord Kelvin portò l’attenzione sulla generale tendenza in natura verso la dispersione di energia meccanica, un fatto confermato nell’osservazione quotidiana di processi termo-dinamici e dinamo-termici e quelle di significato omonimo. Significava che le forze guida dell’universo stanno costantemente diminuendo e che infine tutta la sua energia movente si esaurirà non rimanendo disponibile per lavoro meccanico. Nel macro-cosmo, con il suo concetto innumerevole, questo processo potrebbe richiedere bilioni di anni per la sua conclusione; ma nei mondi infinitesimali del micro-cosmo deve essere completato rapidamente. Stando così le cose allora, in accordo con le scoperte sperimentali e le deduzioni di scienza certa, qualsiasi sostanza (raffreddata alla temperatura dello zero assoluto) dovrebbe essere priva di un movimento interno e di energia, o per così dire, morta. Questa idea del grande filosofo, che in seguito mi ha onorato dandomi la sua amicizia, aveva un effetto affascinante nella mia mente e nel meditare su di essa fui accarezzato dal pensiero che se c’è energia dentro la materia, essa può solo venire fuori da essa. Questa verità mi era così evidente che la espressi nel seguente assioma: “Non c’è alcuna energia nella materia eccetto quella assorbita dal medium”. Lord Kelvin ci fornisce un quadro di un universo morente, di un meccanismo caricato e che sta rallentando, inevitabilmente destinato a giungere ad un arresto nel lontano, distante futuro. Era una veduta triste, incompatibile con il senso artistico, scientifico e meccanico. Mi chiedevo, ancora e ancora, non c’è qualche forza che sta caricando l’orologio mentre si scarica? L’assioma che avevo formulato mi diede un suggerimento. Se tutta l’energia è fornita alla materia dall’esterno allora tutti i compiti importanti devono essere svolti attraverso un medium. Si, ma come? Pensai invano per lungo tempo a questo, il più vecchio e il più grande di tutti gli indovinelli della scienza fisica, che disperatamente ricorda le parole del poeta:

 Wo fass ich dich unendliche Natür?

Euch Bruste wo Ihr Quellen alles Lebens An denen Himmel und Erdë hangt?

Dove potrò afferrarti Natura senza fine?

Dove sono i vostri seni, sorgenti di ogni vita dai quali pendono la terra e il cielo?

Quello che stavo ricercando sembrava irraggiungibile, ma una sorta di destino mi aiutò e un po’ di esperimenti ispirati sollevarono il velo. Era una rivelazione stupefacente e incredibile che spiegava molti misteri della natura e svelava, come in un lampo di fulmine, il carattere ingannevole di alcune teorie moderne e confermava accidentalmente anche la verità universale del suddetto assioma. Quando i raggi radio-attivi furono scoperti i loro indagatori pensarono che essi fossero dovuti alla liberazione di energia atomica nella forma di onda. Essendo questo impossibile in luce del precedente, conclusi che essi erano prodotti da qualche disturbo esterno e composti da particelle elettrificate. La mia teoria non fu presa seriamente sebbene appariva semplice e plausibile. Immaginiamo che dei proiettili siano sparati contro un muro. Lì dove un missile colpisce il materiale viene schiacciato e schizza in tutte le direzioni radiali dal luogo d’impatto. Nello stesso esempio è perfettamente chiaro che l’energia dei pezzi volanti può derivare solo da quella dei proiettili. Ma nella manifestazione della radio-attività nessuna tale prova potrebbe essere avanzata ed era pertanto della primaria importanza dimostrare sperimentalmente l’esistenza di questo miracoloso disturbo nel medium. Fui ricompensato in questi sforzi  con rapido successo in gran parte per via del metodo efficiente che adottai, il quale consiste nell’ottenere da una grande massa d’aria, ionizzata dal disturbo, una corrente, immagazzinando la sua energia in un condensatore e scaricando la stessa attraverso un dispositivo indicatore. Questo progetto eliminò le limitazioni e l’incertezza dell’elettroscopio prima impiegato, e fu descritto da me negli articoli e nei brevetti dal 1900 al 1905. Era logico aspettarsi, a giudicare dal comportamento delle note radiazioni, che la sorgente principale dei nuovi raggi sarebbe stata il sole, ma questa supposizione fu contraddetta dalle osservazioni e dalle considerazioni teoriche che svelarono alcuni fatti sorprendenti in questa relazione.

I raggi di luce e calore sono assorbiti nel loro passaggio attraverso un medium in una certa proporzione alla sua densità. L’etere, sebbene sia la più tenue di tutte le sostanze, non fa eccezione a questa regola. La sua densità è stata prima stimata da Lord Kelvin e, conformemente al suo accertamento, una colonna di un centimetro quadro di sezione trasversale e di una lunghezza tale che la luce, che viaggia a trecentomila chilometri al secondo, necessiterebbe un anno per attraversarlo, peserebbe 4.8 grammi. Questo è circa proprio il peso di un prisma di vetro comune della stessa sezione trasversale e di due centimetri di lunghezza che, pertanto, può essere assunto come l’equivalente della colonna d’etere in assorbimento. Una colonna di etere mille volte più lunga assorbirebbe quindi tanta più luce come venti metri di vetro. Tuttavia, ci sono stelle a distanze di molte migliaia di anni luce ed è evidente che in pratica nessuna luce proveniente da esse può raggiungere la terra. Ma se queste stelle emettono raggi immensamente più penetranti di quelli della luce allora dovrebbero offuscarsi leggermente e di conseguenza la quantità totale della radiazione che fluisce sulla terra da tutte le parti sarà irresistibilmente più grande di quella fornita dal nostro astro. Se i raggi di luce e calore fossero così penetranti come quelli cosmici, così intenso sarebbe il bagliore perpetuo e così bruciante sarebbe il calore che la vita su questo e altri pianeti non esisterebbe.

I raggi in ogni aspetto simili ai raggi cosmici sono prodotti nei miei tubi elettronici a vuoto quando questi sono azionati a pressioni di dieci milioni di volts o più, ma anche se non fosse confermato dagli esperimenti, la teoria che avanzai nel 1897 offrirebbe la più semplice e la più probabile spiegazione dei fenomeni. Non è l’universo, con la sua infinita e impenetrabile frontiera, un perfetto tubo a vuoto di dimensioni e potenza inconcepibili? Non sono le sue stelle infuocate [catodi] elettrodi a temperature lontane al di là di qualsiasi temperatura possiamo applicare nelle nostre piccole e semplici invenzioni di nostra fabbricazione? Non è un fatto reale che le stelle sono sotto immense pressioni elettriche che trascendono da qualsiasi pressione l’uomo possa mai produrre e non è ugualmente vero del vuoto nello spazio celeste? Infine, può esserci qualsiasi dubbio che la polvere cosmica e la materia meteorica presentano una infinità di bersagli che agiscono come riflettori e trasformatori di energia? Se sotto condizioni di lavoro ideali, e con apparti in scala al di là della comprensione della mente umana, i raggi di intensità senza pari e potenza penetrante non potrebbero essere generati, allora, davvero, la natura ha fatto un’unica eccezione alle sue leggi. E’ stato suggerito che i raggi cosmici sono elettroni o che essi sono il risultato di materia nuova nei deserti interstellari. Queste vedute sono troppo fantastiche per essere mai considerate seriamente per un momento. Esse sono naturali affioramenti di questa epoca di profondo ma irrazionale pensiero, di teorie impossibili, le ultime delle quali potrebbero, forse, avere a che fare con la curvatura del tempo. Come sarebbe questo mondo dei nostri se il tempo fosse curvato, poiché esistono considerevoli dubbi circa la maniera in cui l’intensità dei raggi cosmici varia con l’altitudine? La seguente semplice formula derivata dai miei primi dati sperimentali potrebbe essere gradita a chi è interessato all’argomento.

I = (W+P) / (W+p)

In questa espressione W è il peso in chilogrammi di una colonna di piombo di un centimetro quadro di sezione trasversale e di cento ottanta centimetri di lunghezza, P è la normale pressione dell’atmosfera al livello del mare espressa in chilogrammi per centimetro quadro, p la pressione atmosferica in considerazione e (espressa) nella stessa (unità) misura e I l’intensità della radiazione in relazione a quella del livello del mare che è presa come unità.

Sostituendo i reali valori per W e P, rispettivamente 1.9809 e 1.0133 chilogrammi, la formula si riduce a:

I = 2.99421 / (1.9809 + p)

Ovviamente,  al livello del mare  p = P quindi l’intensità è uguale a 1, essendo questa l’unità di misura.

D’altro canto, al limite estremo dell’atmosfera,  p = 0  e l’intensità  I = 1.5115.  

Il massimo incremento con l’altezza è conseguentemente: un po’ più del cinquantuno percento.

Questa formula, basata sulle mie scoperte che l’assorbimento è proporzionale alla densità del medium, qualunque esso sia, è del tutto accurata.

Altri indagatori potrebbero trovare valori differenti per W ma essi osserveranno indubbiamente lo stesso carattere di dipendenza, vale a dire, che l’intensità aumenta proporzionalmente all’altezza per un po’ di chilometri e poi ad un ritmo gradualmente in attenuazione.

* Si riporta l'enunciato sul 2° Principio della Termodinamica a cui faceva riferimento Nikola Tesla.

Secondo principio della termodinamica

Una macchina termica esegue sempre lo stesso ciclo e ha bisogno di almeno due sorgenti di calore con cui avere scambi termici. Lo schema della macchina termica (valido per ogni ciclo) è rappresentato dallo schema qui accanto. Per ogni ciclo, la macchina termica deve assorbire una certa quantità di calore Q1 da una sorgente ad alta temperatura (caldaia). Questa energia viene in parte spesa per produrre lavoro utile Lutile e in parte ceduta come calore Q2 alla sorgente a bassa temperatura (refrigerante).

macchina_termica

Un'altra formulazione del secondo principio della termodinamica è il seguente:

Il rendimento di una macchina termica è sempre minore del 100%

Questo significa che in nessun ciclo, anche con una macchina termica ideale, è possibile eliminare il termine Q2, cioè la parte di calore ceduta al refrigerante e quindi che nessuna macchina termica può convertire integralmente in lavoro utile il calore Q1 preso dalla caldaia.

Massimo rendimento teorico di una macchina termica

Nel 1824 Sadi Carnot dimostrò che il massimo rendimento teorico realizzabile da una macchina termica ideale e reversibile che opera tra due diverse temperature T1 e T2 espresse in Kelvin (con T1 > T2) è:

ηmax = (T1 - T2) / T1

Avevamo già una formulazione del secondo principio della termodinamica: Non è possibile che il calore passi spontaneamente da un corpo più freddo ad uno più caldo. Questo enunciato è sostanzialmente quello di Clausius ed è equivalente a quello di Lord Kelvin. Enunciati del secondo principio della termodinamica:

 

 

clausius

 

Enunciato di Clausius

E' impossibile realizzare una trasformazione il cui unico risultato sia quello di far passare calore da un corpo più freddo a uno più caldo.

kelvin

 

Enunciato di Lord Kelvin

E' impossibile realizzare una trasformazione il cui unico risultato sia quello di assorbire calore da  un'unica sorgente e trasformarlo integralmente in lavoro.

anticlausius

antikelvin

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