L’errore di Lord Kelvin

Lord Kelvin doveva essere il genere di persona con cui affronterei volentieri un lungo viaggio in treno: matematico talentuoso, fisico prolifico, ingegnere brillante, inventore geniale, docente prestigioso, pensatore influente.

Dopo averlo incontrato per la prima volta, lo scienziato tedesco von Helmholtz – uno che, per capirci, ora troviamo sui testi di fisiologia, ottica e acustica – scrisse a sua moglie: «A volte, vicino a lui mi sono sentito un testone».[1]

Qui stava scrivendo quasi sicuramente qualcosa di geniale

Qui stava scrivendo quasi sicuramente qualcosa di geniale

 

Difficilmente troverete un campo delle scienze fisiche che Kelvin non affrontò, producendo contributi di fondamentale importanza: nell’arco della sua lunga carriera scrisse 661 articoli e collezionò 69 brevetti.

«In pratica – commenta Bill Bryson nel suo meraviglioso Breve storia di (quasi) tutto – ebbe un solo difetto: quello di non essere riuscito a calcolare la corretta età della Terra».[2] La storia è di quelle piuttosto famose, ma forse vale la pena di ripercorrerla.

Nella seconda metà del 1800, la datazione della Terra era un tema largamente dibattuto in tutto il mondo accademico. Era opinione condivisa da tutti gli uomini di scienza che la Terra fosse antica; il problema, ovviamente, era stabilire quanto fosse antica.

Armato della sua straordinaria abilità, Kelvin approcciò il problema con la ferma intenzione di dirimere la questione. Egli partì dall’ipotesi che la Terra, inizialmente una sfera di roccia fusa, si fosse lentamente raffreddata e solidificata fino a raggiungere la temperatura attuale. Partendo dalle misure del gradiente geotermico (l’aumento di temperatura al crescere della profondità terrestre), egli poté calcolare l’età del pianeta e, nel 1862, giunse a ipotizzare che la Terra avesse un’età compresa fra i 20 e i 400 milioni di anni. Con il passare degli anni le sue stime si fecero via via più puntuali ed egli continuò ad abbassare l’estremo superiore dell’intervallo, fino a giungere a soli 24 milioni di anni.

Oggigiorno, l’età della Terra universalmente accettata, calcolata utilizzando la datazione radiometrica, è pari a circa 4,5 miliardi di anni. Miliardi.

Kelvin sottostimò l’età della Terra di due ordini di grandezza. Fatte le dovute proporzioni, è come se qualcuno, nel cercare di calcolare l’età della vostra bisnonna centenaria, arrivasse alla conclusione che l’arzilla vecchietta abbia appena sei mesi di vita.

L’errore di Kelvin viene generalmente imputato alla mancata inclusione nei suoi calcoli del cosiddetto calore radiogenico, ossia il calore generato dal decadimento di alcuni elementi presenti nella crosta terrestre, come uranio, torio e potassio (del resto la radioattività sarebbe stata scoperta solo all’inizio del Novecento). Eppure il calore radiogenico, da solo, non sarebbe sufficiente a far quadrare i conti. La falla nel modello risiedeva piuttosto nelle caratteristiche fisiche del mantello terrestre, che per Kelvin era solido, mentre ora i geologi ci dicono essere un fluido viscoso mosso da correnti convettive: a causa di queste, il calore si trasferisce in maniera molto più efficiente all’interno del pianeta di quanto non faccia all’esterno. Ciò rende il mantello terrestre un vero e proprio serbatoio, che cede il proprio calore con estrema lentezza. Un dato per rendere l’idea: negli ultimi 3 miliardi di anni la temperatura del mantello (che ora, nei punti più caldi, supera i 4000 °C) è diminuita di appena 300-350 °C.

 

Tutta colpa del mantello (immagine da wikimedia)

Tutta colpa del mantello (immagine da wikimedia)

 

Certo è difficile immaginare un errore di tali proporzioni associato a una delle menti più brillanti di tutto il diciannovesimo secolo. La scienza, per come siamo soliti intenderla, è un sentiero ricco di idee rivoluzionarie, esperimenti leggendari e storie avvincenti; eppure, molto spesso, è fatta di scoperte casuali, accademici litigiosi, studiosi testardi e cantonate clamorose. Come quella di Kelvin.

Forte dell’incrollabile fiducia riposta nei numeri e nelle sue misurazioni, Kelvin morì senza mai accettare la revisione dei calcoli di quanti affrontarono il problema dopo di lui, fidati assistenti compresi.

Io, se affrontassi un lungo viaggio in treno insieme a lui, proverei a raccontargli dello stato attuale delle conoscenze. Certo usando tutto il tatto possibile.

 

Fonti:

  • Breve storia di (quasi) tutto, Bill Bryson;
  • Geothermal Energy, I. Stober, K. Bucher;
  • Great Pysicists, William Cropper;
  • Kelvin and the Age of the Earth, F. M. Richter, The Journal of Geology (1986);
  • Kelvin, Perry and the Age of the Earth, P. England, P. Molnar, F. M. Richter, American Scientist (2007);

 

[1]                Great Physicists, William Cropper, p. 78

[2]                Breve storia di (quasi) tutto, Bill Bryson, pp. 92-93

Immagine di copertina da Wikimedia

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Author: Daniele Molaro

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