Nel suo nuovo libro ” CHARGE: Why Does Gravity Rule? “, il fisico teorico Frank Close ha esplorato le forze fondamentali che governano il nostro pianeta, ponendo domande lungo il percorso che cercano di spiegare come il delicato equilibrio di cariche positive e negative abbia aperto la strada alla gravità per dare forma al nostro Universo. Close ha voluto spiegare come è stato scoperto il magnetismo, la forza fondamentale più tangibile, da dove viene e da dove prende il nome.
Da dove viene il magnetismo
L’immagine di un atomo, con gli elettroni che sciamano attorno a un nucleo centrale carico di protoni e neutroni, è iconica nella nostra percezione della scienza quanto l’elica del DNA o gli anelli di Saturno. Ma per quanto scalfiamo la superficie di questi fondamenti scientifici, possiamo andare ancora più in profondità, focalizzando ulteriormente il microscopio e scoprendo ancora più forze che governano il pianeta Terra.
Il magnetismo è una manifestazione dell’elettricità e viceversa. L’elettricità e il magnetismo sono stati impressi nel nostro ambiente fin dall’inizio. Cinque miliardi di anni fa, quando la Terra appena nata era un plasma caldo di correnti elettriche vorticose, questi flussi creavano campi magnetici.
Quando il magma si è raffreddato per formare quella che oggi è la solida crosta esterna del mondo, il magnetismo è stato imprigionato nei minerali contenenti ferro, come la magnetite.
Il nucleo della Terra
Oggi, il nucleo liquido della Terra è ancora una frenesia tersicorea di correnti elettriche, che generano un campo magnetico. Questo si estende nell’atmosfera e ben oltre, invisibile ai nostri sensi normali. Ma nel diffondersi dalla sua sorgente nel nucleo fuso fino ai cieli sovrastanti, permea prima la crosta terrestre.
È qui che lascia un’impronta tangibile, la prova che esiste una forza più potente della gravità all’opera all’interno della Terra, la cui influenza si estende molto lontano.
Nel Precambriano, quattro miliardi di anni fa, quando la superficie si è raffreddata, gli elementi atomici si sono accumulati nei diversi strati. Il più stabile di questi, il ferro, è oggi uno degli elementi più abbondanti nella crosta: rocce ignee formatesi da lava vulcanica.
Queste rocce hanno la proprietà che in presenza di un campo magnetico i loro atomi di ferro si comportano come soldati in parata diventando essi stessi magnetici. Questo viene sfruttato in dimostrazioni popolari in cui il campo magnetico di una barra altrettanto magnetica può essere reso visibile.
Piccole limature di ferro vengono prima sparse sulla superficie di un tavolo e poi tra di esse viene posta con cura una calamita. Il suo campo magnetico induce magnetismo nella limatura di ferro, trasformandola in migliaia di magneti in miniatura. Ciascuno di questi si orienta debitamente nel campo magnetico, rivelando come la direzione della forza magnetica vari da luogo a luogo.
La barra magnetica è un modello semplice che illustra cosa succede alla Terra magnetica stessa. I poli magnetici nord e sud della Terra sono analoghi a quelli della barra magnetica, il campo magnetico del nostro pianeta si estende molto nello Spazio. Non ci sono limature di ferro nello Spazio, ma ci sono grandi quantità di minerali di ferro nelle colline, nelle scogliere e nelle montagne della Terra.
In alcuni luoghi, casualmente, questi ammassi magnetici sono piuttosto estesi, come sull’Isola d’Elba e sul Monte Ida in Asia Minore, dove grandi affioramenti conservano l’impronta magnetica in rocce storicamente conosciute come magnetite.
Certamente il potere del magnetismo è stato stato evidente fin dall’età del ferro. Il fulmine è un lampo di corrente elettrica che genera intensi campi magnetici e magnetizza le rocce ferrose. La fusione per recuperare il ferro puro da queste fonti avrebbe rivelato la loro attrazione magnetica.
Quindi, il fenomeno è probabilmente noto da circa 3.000 anni. Come la scoperta del fuoco, anche quella del magnetismo è avvenuta probabilmente in diversi luoghi in modo indipendente, tutti ispirati dalla magnetizzazione naturale del ferro nelle rocce.
Conclusioni
Nel sedicesimo secolo i viaggiatori hanno riportato i migliori esempi dall’India orientale e dalla costa cinese: “Molto massiccia e pesante, [la pietra] attirerà o solleverà il giusto peso di se stessa nel ferro o nell’acciaio” [ Robert Norman, The Newe attraente , 1581 ]. Man mano che la conoscenza del fenomeno si è diffusa dal mito greco al latino e all’inglese, i nomi si sono trasformati in “Roccia di Magnes” o “magnete“.
