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La scala dell’Universo

Volete viaggiare sulla Linea Universo e attraversare ogni fermata per sapere, per esempio, quanto misura il più piccolo oggetto visibile a occhio nudo? E accorgervi che è molto vicino alla cellula uovo umana, proprio quella dalla quale origina la vita di ogni di noi. Semplice combinazione? Chi può dirlo!

Cellula uovo umana e più piccolo oggetto visibile a occhio nudo

Prima fermata. Il cerchio grigio a destra rappresenta il più piccolo oggetto visibile a occhio nudo (100 micrometri). La grandezza coincide circa con la cellula uovo umana di 120 micrometri (cerchio giallo).

Competenze e obiettivi relativi alle attività proposte

Dalle Indicazioni nazionali per il curricolo della scuola dell’infanzia e del primo ciclo d’istruzione del 4 settembre 2012.

Per la scuola secondaria di primo grado

  • (Scienze) L’alunno sviluppa semplici schematizzazioni e modellizzazioni di fatti e fenomeni ricorrendo, quando è il caso, a misure appropriate e a semplici formalizzazioni.

Per la scuola primaria

  • (Scienze) Trova da varie fonti (internet) informazioni e spiegazioni sui problemi che lo interessano.
  • (Matematica) Utilizzare scale graduate in contesti significativi per le scienze e per la tecnica.
  • (Matematica) Esprimere misure utilizzando anche le potenze del 10 e le cifre significative.
  • (Fisica) Trovare relazioni quantitative ed esprimerle con rappresentazioni formali di tipo diverso.
  • (Biologia) Comprendere il senso delle grandi classificazioni.

Facciamo chiarezza, una volta di più, su quanto grandi sono le cellule umane e gli organelli che la compongono; sui batteri, che sono più grandi dei virus e non viceversa.

Il famoso batterio E.Coli

In alto a sinistra, il famoso batterio Escherichia coli. Misura 2 micrometri

 

I virus

Virus e batteriofago (il virus dei batteri). Dimensioni comprese tra 440 e 200 nanometri.

Guai a fermarsi, c’è ancora tanto da scoprire nel mondo dell’infinitamente piccolo. Non tutto ciò che è infinitamente piccolo è creazione di madre Natura! Anche l’essere umano ha creato qualcosa di nanoscopico, su ispirazione naturale: per esempio, alla fermata 25 nanometri troviamo i transistor della nanotecnologia.

Il transistor

Il transistor (a sinistra), oggetto artificiale nanoscopico, misura 25 nanometri.

Il primo pallone da calcio lo trovate alla fermata 1 nanometro: il buckminsterfullerene, il più piccolo fullerene esistente.

Il più piccolo fullerene

All'estrema destra, il buckminsterfullerene: il più piccolo fullerene, misura un nanometro. La struttura ricorda quella di un pallone da calcio. Alle sue spalle, leggermente più piccolo, c'è il glucosio.

Passate, quindi, per le molecole organiche e gli atomi più famosi: l’acqua, il carbonio, l’idrogeno. Così piccoli, si misurano in picometri (10-12), così fondamentali.

Le molecole organiche più famose

La molecola d'acqua, in basso al centro, e l'atomo di carbonio in altro a sinistra.

Gli atomi vi sembrano piccoli? Allora guardiamo al loro interno e scopriamo, dai più grandi ai più minuscoli, nuclei, protoni, quark di tutti i tipi, e neutrini dalle dimensioni impensabili! Ordini di grandezza del 10-18, 10-19, 10-20: tramutare una tale misura in metri significa porre 17, 18 e 19 zeri dopo la virgola!

Decisamente non pochi!

I diversi quark che compongono l'atomo

Alcuni quark che compongono l'atomo: la sfera verde, la sfera turchese e la sfera viola. Alle fermate successive, ci sono i neutrini.

Riavvolgete tutto, alla massima velocità, e tornate al mondo su scala umana, il riferimento, il punto zero sul quale tutto si misura. Il 100 , il metro.

Il metro, la misura di riferimento

Il punto di partenza della Linea Universo: il metro.

Procedete verso il macromondo e dell’infinitamente grande, per scoprire quanto misurava un dinosauro o per immaginare come ci si sente sul Monte Everest.

Il monte Everest

Il Monte Everest (in basso a destra), prossimo a 9000 metri.

Quanto grande è l’Italia? Più o meno della California? E i pianeti del Sistema solare? Sapevate che Marte è più piccolo dell’Asia? Difficile da credere, eppure è così.

Italia a confronto con la California

Uno stato americano, la California (a sinistra) di 1200 chilometri, misura quasi quanto l'Italia (a destra) di 1100 chilometri.

380000 chilometri: è la distanza tra la Luna e la Terra.

10: la distanza della luna dalla terra

In basso al centro, separate da un segmento grigio che rappresenta la distanza, ci sono la Terra e la Luna, il nostro satellite naturale. Distanza misurata: 380000 chilometri

L’imperativo è non fermarsi, ma continuare a viaggiare per vedere il Sole e la distanza che ci separa da esso; scoprire le stelle più grandi e famose di altre costellazioni.

Distanza della Terra dal Sole

In basso a destra, il segmento grigio che separa la Terra dal Sole rappresenta la distanza tra i due. Misura 150 milioni di chilometri.

Alla fermata  1013 metri troverete il giorno-luce, cioè la velocità percorsa dalla luce nel vuoto assoluto in un giorno. Poco più in là, si fa per dire, ci sono l’anno luce, cioè la velocità percorsa dalla luce nel vuoto in un anno e le prime nebulose, cioè agglomerati interstellari di polvere, idrogeno e plasma.

La misura dell'anno-luce. Le prime nebulose.

La torcia che emana la luce, al centro leggermente in alto, rappresenta l'anno-luce. Accanto, e poco prima, ci sono le prime nebulose. La misura è notevole: si parla di cifre a 15-16 zeri.

C’è ancora dell’altra strada da percorrere per arrivare alle galassie dai nomi più strani e agli ammassi di galassie, alla fermata  1023 metri.

Le prime galassie

A distanze grandissime, cifre da 20 zeri, si trovano le galassie: per esempio Andromeda (in alto a destra) e la nota Via Lattea (a sinistra).

 

Ammasso di galassie

Con il termine inglese cluster si indicano gli ammassi di galassie. Per esempio l'ammasso della Vergine.

Se vi sentite a disagio di fronte a tanta grandezza, nessuna paura, potete tornare in un batter d’occhio alla dimensione di riferimento, cioè la scala metrica.

Tutte le immagini sono tratte dall’animazione di Cary e Michael Huang, visibile ai link: http://scaleofuniverse.com/ e http://htwins.net/scale2/.

Consiglio ai lettori

Suggeriamo di proiettare l’animazione su uno schermo di grandi dimensioni, possibilmente al buio. Inoltre, chi guida la proiezione richiami l’attenzione sugli oggetti che di volta in volta compaiono: in altre parole faccia una radiocronaca. L’impatto sul pubblico avrà sicuramente maggior successo.

Infine, se avete tempo a disposizione e volete dare al pubblico una visione completa del micromondo e del macromondo, consigliamo di dividere l’animazione in due puntate: una verso l’infinitamente piccolo, una verso l’infinitamente grande.

There is 1 comment. Add Yours.

mirante —

Senza dubbio un buonarticolo. Visito con attenzione il sito http://invitoallanatura.it. Continuate
così!

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